果胶酶的生产技术
果胶酶的生产技术
课程：食品生物技术
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完成时间：2011 年5月15日
果胶酶的生产技术
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茵的菌种、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。
关键词：微生物果胶酶果胶；果胶酶；几丁聚糖；固定化研究现状展望
1 果胶
果胶分子是由不同酯化度的半乳糖醛酸以a一1，4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m．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，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
2.1 果胶酶(pectolytic enzyme or pectinase)是指能够分解果胶物质的多种酶的总称．
2.2 果胶酶的分布
许多霉菌及少量的细菌和酵母菌都可产生果胶酶，主要以曲霉和杆菌为主．新近报道的其它茵有青霉如意大利青霉(Penicillium itaticum)、扩展青霉(Penicillium expansum)以及Penicillium
griseoroseumt。]等，白绢菌(Selerotium rolfsii)、立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、微小毛霉(IVlucorpusilus)r钉、高大毛霉(Mucor mucedo)~钉、热解糖(Cloctridiumthermosaccharolyticum)、匐枝根霉(Rhizopus stolonifer)、粗糙链孢霉(Neurospora rassa)L6]嗜热侧孢霉(Sporotrichum thermophile)[7]等．由于真菌中的黑曲霉(Aspergillus niger)属于公认安全级(GRAS，General Regarded As Safe)，其代谢产物是安全的，因此目前市售的食品级果胶酶主要来源于黑曲霉，最适pH值一般在酸性范围．近年来，一些来源于细菌杆菌属的碱性果胶酶日益受到重视，．随着分子生物学技术的不断提高，也可利用基因克隆技术实现果胶酶在其它微生物宿主的表达．
3 生产果胶酶的微生物
3．1 果胶酶生产菌种
目前生产微生物果胶酶的菌种很多，来源极其广泛，包括细菌、霉菌、酵母菌和放线菌。如芽孢杆菌属
(日0c Ms) ，，”·，、青霉属(Penicillum) 、欧文氏菌(Erwinia) 、根霉属(Rhizopus) 、曲霉属( 一pergillus) “'”圳、克鲁维酵母属(Kluyveromy —ces) 。、侧孢霉属(Sporotrichum) 、多子菌属(Pol—yporus) 3]、密螺旋体菌属(Treponema) ]、酵母(Saccharomyces) 、刺盘孢属(Colletotrichum) 、螺孢菌属Spirillospora) 、假单胞菌属(Pseudomonas) 、毛霉属(Mucor) 、毕赤氏酵母属(Pichia)[40I4 等。
3．2 果胶酶生产茵的选育
菌株品质好坏直接关系着能否产生高质量的酶液，优秀的菌株不仅能提高酶制剂的品质、产量以及发酵原料的利用率，而且还能增加品种，缩短发酵生产周期，改进发酵和提炼工艺条件等。李瑜等从腐烂苹果中定向分离筛选出适合液态发酵生产聚半乳糖醛酸酶的菌株YL-9，鉴定为扩展青霉选出一株产碱性果胶酶活力较高的菌株和一定量的Bacillus(PeniciUiumexpansum)。Li从碱性土壤中筛gibsonii S-2。Souza等从土壤样品中筛选到一株产内切聚半乳糖酸活力较高的菌株Peacilomyces2A．UMIDA．1。Noomen等，以野生型菌株Penicillium occitanis CLIO0为出发菌株，经亚硝酸诱变育种后得到一株产果胶酶较高的突变株Peni—cillium occitanis Po16，其果胶酶活力高达原始菌株的50倍。诸葛斌等对基因工程育种得到的产碱性果胶酯裂解酶(PL)的基因工程菌Pichia pastoris进行了研究，使碱性果胶酯裂解酶(PL)表达量达到一定量
3．3 果胶酶生产菌的鉴定
目前，果胶酶生产菌多采用经典法和分子生物学方法相结合对新分离菌株进行鉴定。基于形态学与ITS序列分子系统进化分析，将新分离的高产果胶酶菌株EIM 一6鉴定为AspergiUusniger。Li等结合经典方法和分子生物学方法将株新分离的产碱性果胶酶活力较高的菌株S-2鉴定为Bacillus gibsonii。柯崇榕等基于18S rDNA序列的系统发育进化分析将果胶酶高产菌EIM．4鉴定为黑曲霉(Aspergillus niger)。
4 微生物果胶酶的发酵
4．1 发酵方法
目前，微生物果胶酶的发酵方法主要有3种方法，包括液态发酵法、固态发酵法和固定化细胞法。
4．1．1 液态发酵法Tari等采用Aspergillus SO—he ATCC 20235经液态发酵生产聚半乳糖醛酸酶。Sharma等采用Bacillus pumilus dcsrl经液态发酵生产高碱性和热稳定性的果胶酶。Patil等以葵
花盘作为基质，分别接种Aspergillus niger DMF 27和Aspergillus niger DMF 45进行液态发酵和固态发酵生产果胶酶。
4．1．2 固态发酵法Botella等采用葡萄皮渣为基质，接种一定数量Aspergillus awamori 2B．361 U2／1经固态发酵生产外切聚半乳糖醛酸酶。Jing等采用一pergillus niger经固态发酵生产果胶酶。Silva等以农产品加工废弃物柑橘皮渣和麸皮为基质，采用菌种Penicillium viridicatum RFC3经固态发酵生产
果胶酶。
4．1．3 固定化细胞法 Almeida等研究显示带循环流动填充床生物反应器更适合固定化Kluyvero—myces marxianus CCT 3172细胞生产果胶酶。Almei—da等研究表明在带循环流动填充床生物反应器中，多空玻璃载体和纤维素载体均适合固定化Kluyveromyces marxianus CCT 3 1 72细胞生产果胶酶。
4．2 发酵条件优化
发酵是菌种产生代谢产物的主要环节，除菌种固有的遗传因素外，发酵条件是影响产酶的重要因素。Patil等以葵花盘作为基质，分别接种Asper—gillus niger DMF 27和DMF 45进行液态和固态发酶，结果表明液态和固态发酵的适宜温度和pH 均分别为34~C和pH5．0，最佳接种量分别为1×10 g／mL和1 X 10 g／mL，最大产酶率分别为12．6 U内切果胶酶／g和34．2 U外切果胶酶／g。Cavalitto等采
用响应面分析对Geotrichum klebahnii ATCC42397产原果胶酶的发酵条件进行了优化，结果显示pH和Fe“对原果胶酶产率有显著影响，在较优条件下原果胶酶产率达到236 U／mL。
5 微生物果胶酶的分离纯化
国内外学者对微生物果胶酶的分离纯化进行了研究，常采用的分离纯化和鉴定方法有超滤、硫酸铵沉淀、离子交换层析、凝胶过滤层析、亲和层析、聚丙烯酰胺凝胶电泳、等点聚焦等。Yadav等采用硫
酸铵沉淀、DEAE．纤维素和G．100凝胶过滤层析对Aspergillusflavu,MTCC 7589所产碱性果胶裂解酶进行了分离纯化，经SDS-PAGE显示为单一条带；纯化酶的最适温度和pH分别为50℃和8．0，Km和kcat值分别为0．59 mg／mL和52．2 S～，酶的分子量为38±01 kD，具有良好的脱胶能力。Sehnitzhofer从Sclerotium rolfsii CBS 350．80所产聚半乳糖醛酸酶粗酶液中经等点聚焦制备电泳得到两个聚半乳糖醛酸酶分别为PG1和PG2，它们的分子量和等电点分别为39．5 kD和pI 6．5与38 kD和pI 5．4，它们性质非常相似，都是内切聚半乳糖醛酸酶。Pichia Pastoris中实现了Bacillus subtil~XZ2产原果胶酶基因的真核表达。Gonza lez 等¨研究了61株Saccharomyces cerevisiae产酒菌株中的聚半乳糖醛酸酶活性，寻找其中含有表达内切聚半乳糖醛酸酶的基因(PGU1)并研究其表达的聚半乳糖醛酸酶活性，从中筛选出菌株S．cerevisiae UCLMS．39，并对其表达内切聚半乳糖醛酸酶的基因(PGU1)进行了克隆测序。Walker等对菌株Treponema pectinovo．rum ATCC 33768中编码果胶盐裂解酶的基因pelA进行了克隆和表达，重组酶蛋白的性质与其他细菌果胶盐裂解酶有相似之处，它们的最适作用pH均为碱性范围，酶活对钙离子有依赖性
6 微生物果胶酶的性质
国内外学者对微生物果胶酶的性质进行了研究，为果胶酶的深入研究和应用奠定了基础。Ce—lestino等纯化了Acrophialophora nainiana所产胞外果胶酶，纯化酶经SDS．PAGE和质谱得到分子量分别为35．5 kD和30．749 kD，最适温度和pH分别为60℃和8．0，Km值为4．22 mg／mL，能被L一色氨酸、DEPC、DTT、DTNB、DTP、L．半胱氨酸、B-巯基乙醇激活，却被NBS、Fe“、Cu“、Zn“、Mn“、A1“、Ca“抑制，其N端氨基酸序列分别与来自Bacilluslicheniformis和Xanthomonas campestris的果胶盐裂解酶有66和68％的相似性。Lei等研究发现固定化果胶酶和未固定化酶的最适温度和pH相同，分别均为65℃和6．0。
7 展望
随着经济的发展，人们生活水平的提高，健康、环境、资源和能源越来越受到人们的重视，现代分子生物学和酶工程在现代生活中的作用越来越突出。微生物是果胶酶的重要来源。微生物果胶酶种类繁多、来源广泛、结构复杂、性能各异、生产条件和作用方式多样、分离纯化手段灵活多变、应用领域十分广泛、发展前景极为广阔。近年来国内外许多学者对果胶酶生产菌株的筛选、育种、鉴定、发酵、酶的分离纯化与酶学性质以及酶的分子生物学特性与应用等方面进行了大量的研究，这极大地促进了果胶酶的深入研究及其在包括食品和纺织工业在内的许多领域的广泛应用，从而使资源得到循环利用，有利于环境保护、人体健康和减缓能源危机，具有极大的经济和社会效益。以后有关果胶酶分子生物学和酶工程的研究将成为热点，通过蛋白质工程技术和定点突变使果胶酶在不同的研究和应用环境中保持良好的活性和稳定性，以满足研究和应用的实际需要。将来在分子水平上果胶酶分泌的调节机制以及不同果胶酶作用于不同果胶物质的作用机理将成为果胶酶研究的重要方向
参考文献
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乳糖酶介绍、作用、功能、选择
乳糖酶又称β-半乳糖苷酶，是人体中的的一种消化酶，是以母乳/奶粉为主要营养来源的婴幼儿体内最重要的消化酶，乳糖酶的主要功能是消化乳糖，将乳糖水解成能够被人体吸收的半乳糖和葡萄糖。人体缺乏乳糖酶会引起乳糖消化吸收障碍，部分患者出现腹痛、胀气和腹泻等消化不良的临床症状，称为乳糖不耐受。 乳糖酶的作用如下： 1.乳糖酶是分解奶粉或者母乳乳糖，有害细菌、腹泻或使用大量抗生素会破坏体内的乳糖酶，故而出现使用乳糖食品后会导致不耐糖现象出现。 2.乳糖酶可在人体内通过转糖苷作用生成低聚糖，是一种不粘稠的水溶性膳食纤维，在肠道内作为增殖因子被双歧杆菌利用，却不会被腐败细菌利用，如此对预防便秘和腹泻有很重要的作用。 如果缺少乳糖酶就会出现乳糖不耐受。而乳糖不耐受解决方案有： 1.少量多次摄入乳制品。 2.不宜空腹饮奶。有乳糖不耐受者，不宜清晨空腹饮奶。 3.先用发酵乳(特别是酸奶)代替鲜乳。发酵乳中的乳糖已有20%至30%被降解，易于消化吸收。食用酸奶还能改善乳糖消化不良和乳糖不耐受，食用也非常方便。 4.喝羊奶，羊奶乳糖含量较牛奶低，而且含有丰富的ATP( 三磷酸腺苷)成份，它可促进乳糖分解并转化利用，因此饮用后不易产生“乳糖不耐症”现象。 5.乳糖酶。外源性的乳糖酶也可以提高乳糖的消化和吸收。 6.添加益生菌，益生菌可以部分分解乳糖，减少如同不耐受。 市面上的乳糖酶有很多，推荐一款乳糖酶给大家（NEWGEN BIOTECH）：希诺亚的乳糖酶为酸性乳糖酶，在外源性补充乳糖酶活性高、耐酸，效果非常好。希诺亚是国内唯一一家拥有乳糖酶技术的公司，全世界也仅有三家公司拥有乳糖酶技术。希诺亚生产的乳糖酶来源于米曲霉（Aspergillus oryzae），是通过生物发酵方法精制而得的酸性食品级乳糖酶制剂，其耐酸性好（有效范围PH2.5-6.0，最佳范围PH3.5-5.0），活性强（有效温度范围30-70℃，最佳温度范围50-60℃），吸收率高达98%，功效超过国外同类型产品、居于世界首位。
果胶酶产生菌的分离及其产酶条件优1
果胶酶产生菌的分离及其产酶条件优1 果胶酶产生菌的分离及其产酶条件优化 摘要:通过野外采集样品，从中筛选出两株产酶相对较高的菌株，并对其酶学 性质进行初步研究，探索其最适生长时间，生长的环境温度，最适ph，以及最适 接种量，并设计实验方案。 第一部分前言 果胶酶是一类分解果胶物质的多种酶的总称，主要包括原果胶酶，果胶脂酶，果胶裂解酶及多聚半乳糖醛酸酶四大类，因其能有效的分解果肉组织中的果胶物质,而广泛应用于食品加工、酿酒工业等方面。此外，果胶酶在生物制药，生物污染防治，农产品加工，饲料等其他生物大规模产业也用途广泛，因而需求量也是日益增加，由于自然界中天然果胶酶广泛存在于动、植物体内，因产量较低而难以作为大规模提取，因此，寻求高效的果胶酶生产方法也更加重要，现阶段，采用微生物发酵，并从其代谢产物中提取果胶酶方法，已应用的日加成熟，各种高产、高效的菌株纷纷被筛选出来，而广泛应用于发酵生产。一、果胶酶产生菌 (一)果胶酶产生菌的选育 据报到，在自然界中，已知的果胶酶产生菌多达40余种，其中多数为细菌和 霉菌，还有少数的放线菌、酵母菌。 1.材料和方法: 1.1实验材料: 采集果园土壤及腐烂的柑橘、桔子、甜瓜等水果腐烂的部分。 1.2培养基: 1.2.1富集培养基: 5%的葡萄糖，0.3%酵母膏，0.5%蛋白栋。
1.2.2选择培养基: 磷酸氢二钾0.01g，硫酸镁0.05g，硝酸钠0.3g，硫酸亚铁0.001g，果胶 0.5g，琼脂2.5g，水100ml，ph自然。 1.2.3液体培养基: 磷酸氢二钾0.01g，硫酸镁0.05g，硝酸钠0.3g，硫酸亚铁0.001g，庶糖 0.5g，水100ml，ph自然。 1.2.4土豆斜面培养基:20%土豆，20%葡萄糖，2%琼脂，ph自然 1.3菌株筛选方法 1.3.1筛选路线:采样增殖初筛复筛保存 1.3.2筛选方法 (1)增殖培养:将采集得的土壤及水果腐烂部分用无菌水稀释，搅拌充分后，静置5分钟，取上清液10ml至于50ml富集培养液中，30?,150r/min培养2-3天。 (2)菌株初筛:取富集液进行适当稀释，并涂布于选择培养基中，30?，培养3-4天，选取菌落形态较好的平板，加入0.1%的刚果红溶液，染色30min后，菌落周围有透明圈形成的即为产果胶酶菌株，观察透明圈产生快慢及其大小。 (3)菌株复筛:选取产透明圈的菌株，于选择培养平板上接种培养连续接种4-5代后，选取最优菌株，液体培养测其酶活力。 1.4酶活力测定 1.4.1半乳糖醛酸标准曲线的绘制 取1mg/ml半乳糖醛酸溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0ml于试管中，补水至1ml加DNS试剂3ml，混合后于沸水中煮10分钟，冷却后定容至15ml，于分光光度计540nm波长下测吸光度(A)。以吸光度为纵坐标，半乳糖醛酸量为横坐标，绘制标准曲线，二次重复试验的均值用最小二乘法拟合一元线性方程y=ax+b，求出吸光度与半乳糖醛酸量的关系。 1.4.2液体曲5000r/min离心取上清，
果胶生产工艺研究进展
果胶生产工艺研究进展 茹正耀 广东工业大学轻工化工学院09制药2班 摘要：浅谈果胶及生产原理。分析我国目前果胶生产现状，结合目前国内外生产工艺，指出我国果胶生产工艺发展前景和研究进展。 关键词：果胶生产现状生产工艺 天然果胶是以原果胶、果胶、果胶酸的形态广泛分布于植物的果实、根、茎、叶中的多糖类高分子化合物,以果实中果胶的含量最高。比如苹果、柑桔等的果实含量颇丰。此外,胡罗卜的肉质根、向日葵[1]的花盘等也富含果胶。目前商品果胶的原料主要是柑橘皮(含果胶30 %) 、柠檬皮(含果胶25 %) 及苹果皮(含果胶15 %) ,真正具有工业生产价值的果胶来源 首推柑桔果皮和苹果榨汁废滓[2]。另据文献报道,甘薯渣的果胶含量达31 % ,且甘薯果胶凝胶特性与苹果的相似[3]。 果胶具有良好的乳化、增稠、稳定和胶凝作用,在食品、纺织、印染、烟草、冶金等领域得到了广泛的应用。同时,由于果胶具有抗菌、止血、消肿、解毒、降血脂、抗辐射等作用,还是一种优良的药物制剂基质[4] ,近年来,其在医药领域的应用较为广泛。 1.果胶生产的原理 果胶在植物体内一般以不溶于水的原果胶形式存在，在果蔬成熟过程中，原果胶在果胶酶的作用下逐渐分解为可溶性果胶，最后分解为不溶于水的果胶酸。 在生产果胶时，原料经酸、碱或酶处理，在一定的温度条件下分解，形成可溶性果胶，然后在果胶液中加入酒精或多价金属盐类，使果胶沉淀析出，经漂洗、干燥和精制而成商品。 我国果胶生产现状 2.果胶资源 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[6]。目前国内以柑桔皮为主要原料生产果胶。 3.果胶生产技术现状 果胶生产工艺主要分预处理、萃取、浓缩、沉淀、干燥等5 个步骤,其关键步骤为提取和沉淀。目前国内果胶生产多采用传统方法[7 ] ,其工艺技术路线为:原料处理→酸萃取→过滤→真空浓缩→酒精沉淀→低温干燥→粉碎、标准化→成品。但此工艺乙醇用量大,能耗大,生产成本高。少数企业采用盐析法,因其工艺条件要求严格,不易控制,往往使产品灰分高、溶解性差。 4.目前国内外果胶生产工艺概况 4.1 预处理 果胶原料的预处理各不相同。如果是鲜皮渣应及时处理,以免原料中产生果胶酶类水解
果胶酶作业
1．(2019·长春高二检测)下列有关果胶的叙述，错误的是() A．果胶是植物细胞壁的主要成分之一 B．细菌可产生果胶酶，是因为细菌的细胞壁中也含有果胶 C．果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸 D．果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊 2．(2019·江苏南京期中)下列关于果胶酶的叙述错误的是() A．果胶酶能够分解植物细胞壁和胞间层中的果胶 B．果胶酶能降低化学反应的活化能 C．果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物 D．果胶酶在细胞内的合成场所是核糖体 3．(2019·湖南衡阳八中高二月考)下列可表示酶活性的高低的是() A．单位时间内、单位体积中反应物的总量 B．一段时间后生成物的总量 C．一段时间后、一定体积中消耗的反应物的量 D．单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量 4．下图是果胶酶在不同温度条件下的酶活性变化曲线，请回答下列问题： (1)分析图示可知，在50 ℃时，果胶酶的活性________。 (2)在________和________时，果胶酶的活性都降为0，但恢复至50 ℃时，________图中酶的活性可能恢复，请在图中画出恢复曲线，由此表明________图中酶的结构未受到破坏。 5．(2019·山东济南一中高二月考)下图为某同学探究温度对果胶酶活性的影响的实验操作流程图，下列叙述错误的是() A．底物可为苹果泥，酶液为果胶酶溶液 B．底物与酶混合前的同温处理可以取消 C．实验的自变量为温度
D．检测的是果汁的体积或果汁的澄清度 6．(2019·海南中学期末)在“探究果胶酶的用量”实验中，下列说法中不正确的是() A．反应液的pH 必须相同 B．底物浓度一定时，酶的用量越大，滤出的果汁越多 C．应控制在适宜温度和pH 条件下 D．实验时可配制不同浓度的果胶酶溶液 7．果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一。果胶酶能够分解果胶，分解植物的细胞壁及胞间层。请完成以下有关果胶酶和果汁生产中的问题： (1)在果汁生产中应用果胶酶可以提高________和________。 (2)某实验小组进行了“探究果胶酶催化果胶水解最适pH”的课题研究。本课题的实验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹果泥，试管中分别注入果胶酶溶液、编号、编组”之后，有下面两种操作： 方法一：将试管中果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的pH分别调至4、5、6……10。 方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥pH分别调至4、5、6……10，再把pH 相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。 ①请问哪一种方法更科学？ ________________________________________________________________________。 理由是__________________________________________________________________。 ②如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，当横坐标表示pH，纵坐标表示________时，实验的操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解，分析图中最可能是实验结果的曲线图是________。若实验所获得的最适pH＝m，请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置。 8．(2019·盐城高二检测)下列关于果胶酶的说法，正确的是() A．果胶酶可以分解细胞壁的主要成分纤维素 B．果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物 C．果胶酶不特指某种酶，而是分解果胶的一类酶的总称 D．果胶酶的化学本质是蛋白质或RNA 9．下表是某同学探究温度对果胶酶活性影响的实验结果。该结果不能说明()
果胶酶的生产技术
果胶酶的生产技术 课程：食品生物技术 专业： 班级： 学号： 姓名： 完成时间：2011 年5月15日
果胶酶的生产技术 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茵的菌种、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。 关键词：微生物果胶酶果胶；果胶酶；几丁聚糖；固定化研究现状展望 1 果胶 果胶分子是由不同酯化度的半乳糖醛酸以a一1，4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m．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，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 2.1 果胶酶(pectolytic enzyme or pectinase)是指能够分解果胶物质的多种酶的总称． 2.2 果胶酶的分布 许多霉菌及少量的细菌和酵母菌都可产生果胶酶，主要以曲霉和杆菌为主．新近报道的其它茵有青霉如意大利青霉(Penicillium itaticum)、扩展青霉(Penicillium expansum)以及Penicillium
果胶的制备综述
果胶的制备综述 果胶的制备，一个简单的实验，实验中简单的原理：以稀酸水解果胶，使其羧甲酯化程度降低而溶于水中，再用酒精沉淀提取果胶，简单的操作：称取、捣碎、除色素、提取、调pH、酒精沉淀、浓缩、干燥，简单的现象：酒精中沉淀出一团团胶凝状固体，一切都很简单，却折射出一个悲催的事实，一个等待研发的领域。 事实一：果胶在我国的发展现状 果胶是一种高分子聚合物，是白色或淡黄色的非晶形粉末，无味易溶于水，存在于植物组织内，一般以原果胶、果胶酯酸和果胶酸三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。商品化果胶有液体果胶和果胶粉，果胶的色泽从乳白色到淡黄褐色根据原料、生产工艺各不相同。根据酯化度，果胶分为高甲氧基果胶和低甲氧基果胶，后者包括酰胺果胶。果胶用途广，具有良好的乳化、增稠、稳定和胶凝作用，是人体必须的营养物质之一，是维持健康的重要物质，根据近年来的科学研究，发现包括果胶在内的食物纤维还具有防止肠癌和增强抗癌力，预防糖尿病，防止肥胖病以及抑制肠内致病菌的繁殖等功效。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。 由于用途广泛，果胶早在食品、纺织、印染、烟草、冶金等领域得到了广泛的应用，因此，果胶的需求量相当大。 目前，果胶在国内外市场上销路很好，20世纪末每年果胶的世界贸易量约为30000吨，占总食品胶贸易量30万吨的10％左右，年增长率约为4％～5％。国内目前每年所生产的果胶约两三千吨，质量比丹麦哥本哈根的差一些，数量也较少，因此仍有部分需要进口。总体来说，果胶作为一种食品添加剂在我国还处在起步阶段，我国有些单位虽开始进行果胶的研制生产，但质量和数量方面都不理想，仍需进口。所以利用我国大量的食品工业再生资源(如柑橘皮、苹果渣)规模生产高质量的果胶，对于发展我国食品和食品添加剂工业具有重要意义。 总之，果胶在国内外的发展前景是非常好的，这可以从以下三点看出。 一、果胶作为生产果酱、果冻之类产品的胶凝剂，有其无可取代的优良口感。各种低酯果胶和酰胺化果胶等系列化果胶，在满足人们对低糖、低热量、低甜度食品的要求方面相当出色。二、果胶因其耐酸性等特性，使其主要用途发生了变化，改为主要供作巧克力饮料和酸性乳饮料的稳定剂，如日本1984年用作酸性饮料的果胶量约占总量的30％，至1994年增至约60％，到20世纪90年代末，所占比例更高。随着钙反应果胶的开发，果胶在酸性蛋白类饮料中的耗用量必将大幅度增加。三、脂肪替代品在西方社会是一个巨大的潜在市场，正以年递增率25％的速度增长。可以用作代脂的产品虽然不少，由果胶所制得的脂肪仿制品也因其独特口感而受到重视，如用于无脂肪冰淇淋中，具有稀奶油的口感、质地和
果胶酶的制备与应用
1104110116 1041101班 食品学院 陈家晟 2013/6/25
摘要：果胶酶是分解果胶质酶类的总称。通常包括聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶酯酶(PE)、果胶裂解酶(PL)等主要组分。本文主要叙述了果胶酶的制备方法和主要的应用。 关键词：果胶；果胶酶；黑曲霉；制备；应用； 前言：50年前国外就将果胶酶应用于果汁的加工，现有商品果胶酶制剂生产。近年来，为了满足国内市场对果胶酶的需求，一些研究单位对果胶酶的生产菌种及研制[1]展开了积极的研究。 此外，随着中国三大产业的发展，特别是第一和第二产业的高速发展，果胶酶的应用也越来越广泛。现在果胶酶主要应用于果汁加工和果酒酿造。除此之外，果胶酶在茶和咖啡的发酵、桔子脱囊衣、麻料脱胶、废水处理、造纸、榨油等领域也有应用。 1.果胶酶及其简述 1.1果胶酶的定义 果胶酶，英文别名:Pectase; Polygalacturonase，是个多酶复合物，通常包括原果胶酶、果胶甲酯水解酶、果胶酸酶。果胶酶由黑曲霉经发酵精制而得。外观呈浅黄色粉末状。主要用于果蔬汁饮料及果酒的榨汁及澄清，对分解果胶具有良好的作用。 1.2果胶酶的特性 特性：作用pH:3.0-6.0，最适作用pH:3.0 温度特性：作用温度为15-55℃左右。最适作用温度为 50℃。 1.3果胶酶的作用原理 果胶酶是从根霉中提取的,可以分解细胞间的果胶物质，可以澄清果汁和分离细胞。2.果胶酶的制备 2.1高产酶菌株的选育 激光诱变育种:由成熟的黑曲霉斜面孢子制成一定浓度的孢子悬液，在搅拌条件下，采用810nm多模连续输出的半导体激光进行辐照.将辐照过的抱子悬液进行分离培养，挑单菌落接种于装有含1%果胶的麦芽汁试管中，置30℃恒温培养5-6d，观测并选出透明层较对照为最长的试管，将其孢子接种于斜面培养，在发酵培养基进行复筛，选出产酶最高者[2]. 2.2果胶酶的生产工艺 固体发酵生产果胶酶工艺流程: 培养料拌料 ↓ 灭菌 ↓ 斜面菌种→麸皮菌种→接种曲盘发酵培养 ↓ 出曲浸提 ↓ 离心甩滤→去渣 ↓ 填充剂脱色 ↓↓ 成品包装←喷雾干燥←超滤浓缩
酶制剂在工业上的应用现状与展望
《酶工程》课程论文 学院：材料与化工学院 专业班级：2011级生物工程（2）班 姓名：李丹丹 学号：20110412310047 评阅意见 评阅成绩 评阅教师： 2014年6月12日
酶制剂在工业上的应用现状与展望 姓名：李丹丹 学院和专业：材料与化工生物工程2班 摘要：酶制剂是一类特殊的食品添加剂，具有催化高效性，专一性等显著特点。文章综述了食品工业中酶制剂利用及新动向，包括淀粉糖、油脂、蛋白质加工、面包、啤酒、饮料工业以及改善苦味的酶类的应用。并介绍了酶与食品的关系、酶制剂在食品生产中用于保藏、改善质量和增加营养价值、增加品种种类、提高便捷性和提高食品生产效率等作用,还介绍了酶制剂在饲料中的应用。并对酶制剂在食品工业中和在动物饲料方面的发展方向进行展望。关键词：酶制剂食品工业饲料工业应用 1.酶制剂的简介 酶是一类具有专一性生物催化能力的蛋白质。而从生物体中提取的具有酶活力的制品，称为酶制剂。酶制剂主要用于食品加工和制造业方面，它在对提高食品生产效率和产量、改进产品风味和质量等方面有着其它催化剂所无法替代的作用。另外，酶制剂在日化、纺织、环境保护和饲料等行业也有着较广泛的应用。随着发酵工业的发展，酶制剂的主要来源已被微生物所取代，它具有不受季节、地区和数量等因素影响的特性，还具有种类多、繁殖快、质量稳定和成本低等特点。随着微生物育种技术的发展，酶制剂的种类越来越多，分类也越来越细。目前我国已工业化生产的、且用于食品工业的酶制剂主要有：淀粉酶、异淀粉酶、果胶酶和蛋白酶等，它们在食品加工中都起着十分重要的作用。当然，尽管目前我国酶制剂行业的发展已有了长足进步，但与发达国家相比，还有很大差距。为进一步加快酶制剂产业技术的进步，今后应注重在调整产品结构、增加新品种、提高产品质量和竞争力、实现规模化经营和拓宽应用领域等方面作深入的研究。 2．酶制剂在食品工业中的应用 利用淀粉酶可以将淀粉水解为葡萄糖或不同DE值的淀粉糖浆，再经过葡萄糖异构酶的作用产生果葡糖浆；果胶酶用于果汁的加工和澄清，可提高果酒的得率，改善澄清效果，加快过滤速度；乳糖酶可分解牛奶中的乳糖，提高人体对牛奶的消化性；脂肪酸可改进食品风味；蛋白酶可用于蛋白胨和氨基酸混合液的制造，生产糖果使用的蛋白发泡剂，用在面包、糕点和通心粉的生产上可缩短揉面时间、增强面团延伸性和改进产品质量，用在肉类加工上可嫩化肉类、软化肠衣和提高质量，用在乳酪制造上可缩短生产时间等。 2．1用于保藏 溶酶菌现已广泛地被用作水产品、肉食品、蛋糕、酒精、料酒、饮料以及日用化妆品的防腐剂。由于食品中的羟基和酸会影响溶酶菌的活性，因此，它一般与酒、植酸、甘氨酸等物质配合使用。目前与甘氨酸配合食使用的溶酶菌制剂，应用于面食、水产、熟食及冰淇淋等食品的防腐。在低度酒中添加20mg/kg的溶酶菌不仅对酒的风味无任何不良影响，还可防止产酸菌的生产，同时受酒类澄清剂的影响很小，是低度酒类较好的防腐剂，如日本就把溶酶菌用于清酒的防腐。 乳制品保险牛乳中含有13mg/dl的溶酶菌，在人乳中含量为40mg/ml。在鲜乳或奶粉中加入一定量溶酶菌，不但可起到防腐作用，而且还有强化作用，能增进婴儿健康。 将各种肉类和水产熟制品（如鱼丸、香肠及红肠等），用含1%明胶和0.05%溶酶菌的混合液浸渍后再包装保存，可延长其保质期。各类糕点特别是奶油蛋糕是容易腐败变质的食品，在制作过程中加入溶酶菌就具有一定的防腐、保鲜作用。此外，溶酶菌还可应用于pH值为6.0~7.5的饮料的防腐。 海产品及水产品如虾、鱼和蛤蜊等在含甘氨酸、溶酶菌和食盐的溶液中浸渍5min后，沥干，在5℃下保存9d后，无异味、无色泽变化。 3．2提高食品质量和增加营养价值
果胶酶的制作工艺及流程
果胶酶的生产工艺流程 一、生产工艺流程 原料→预处理→抽提→脱色→浓缩→干燥→成品。 二、具体过程 1．原料及其处理 鲜果皮或干燥保存的柚皮均可作为原料。鲜果皮应及时处理，以免原料中产生果胶酶类水解作用，使果胶产量或胶凝度下降。先将果皮搅碎至粒径2～3mm，置于蒸汽或沸水中处理5～8min，以钝化果胶酶活性。杀酶后的原料再在水中清泡30min，并加热到90℃5min，压去汁液，用清水漂洗数次，尽可能除去苦味、色素及可溶性杂质。榨出的汁液可供回收柚苷。干皮温水浸泡复水后，采取以上同样处理备用。 2．抽提 通常用酸法提取。将处理过的柚皮倒入夹层锅中，加4倍水，并用工业盐酸调ph至1．5～2．0，加热到95℃，在不断搅拌中保持恒温60min。趁热过滤得果胶萃取液。待冷却至50℃，加入1%～2%淀粉酶以分解其中的淀粉，酶作用终了时，再加热至80℃杀酶。然后加0．5%～2%活性炭，在80℃下搅拌20min，过滤得脱色滤液。 因柚皮中钙、镁等离子含量较高，这些离子对果胶有封闭作用，影响果胶转化为水溶性果胶，同时也因皮中杂质含量高，而影响胶凝度，故酸法提取率较低，质量较差。为解决以上问题，西南农业大学食品学院(1995)对酸法提取作了改进，即在酸法基础上，按干皮重量加入5%的732阳离子交换树脂或按浸提液重量加入0．3%～0．4%六偏磷酸钠，前者果胶得率
可提高7．2%～8．56%，胶凝度提高30%以上，而后者得率提高25．35%～35．2%，其胶凝度可达180±3。 3．浓缩 采用真空浓缩法，在55～60c的条件下，将提取液的果胶含量提高到4%～6．5%后进行后续工序处理。近来作者和国内其他单位研究表明，超滤可用于果胶液浓缩，如用切割分子量为50 000u的管式聚丙烯腈膜超滤器，在温度45℃、ph3．0、压力0．2mpa条件下进行超滤浓缩，可将果胶浓度浓缩至4．21%，而其杂质含量和经常性生产费用分别仅为真空浓缩的1／5和1／2～1／3。 4．干燥 常用方法为沉淀干燥法，即用95%酒精或铝、铜等金属盐类使果胶沉淀。以酒精沉淀法制取的果胶质量最佳。其方法是：在果胶浓缩液中加入重量1．5%的工业盐酸，搅匀，再徐徐加入等量的95%酒精，边加边搅拌，使果胶沉淀析出。再用80%的酒精洗涤，除去醇溶性杂质。然后用95%酸性酒精洗涤2次，用螺旋压榨机榨干后，将果胶沉淀送入真空干燥机在60℃下干燥至含水量10%以下，把果胶研细，密封包装即成果胶粉成品。用金属盐类沉淀果胶，其杂质含量较高，现较少采用。 目前国外果胶干燥大多采用喷雾干燥，即用压力式喷雾干燥，将浓缩液在进料温度150～160℃，出料温度220～230℃的条件下干燥，连续化操作中可不断得到粉末状产品。西南农业大学食品学院用超滤浓缩液进行喷雾干燥试验，结果表明该法是完全可行的，果胶质量符合国家标准。 5.果胶酶的固定化
婴儿乳糖不耐受症解决办法
婴儿乳糖不耐受症怎么办？ 我家宝宝现在两个月了，出生先吃奶粉，后改母乳，一直爱打嗝放屁，肚子还总咕咕的响，只要放屁就会有少量大便排出，每天大便至少12次。开始的大便呈金黄色，伴有奶瓣，后来大便中有泡泡，再后来拉肚子严重了，先是大便颜色发绿，而后有像脓似的东西，到快满月时发现大便里有少量血丝。 满月时检查医生说可能是乳糖不耐受症，改了“安婴乐”无乳糖奶粉马上就好了，再吃母乳大便马上就有泡和脓了。 在换奶粉前吃过“妈咪爱”，后来吃过“磷霉素钙颗粒”和“思密达”，都不管用。 宝宝的体重和身高发育一直都没问题 请问这是先天的乳糖不耐受症吗？如果是，怎么治疗啊？ 回答 1楼》》》》你宝宝的这种情况就是典型的乳糖不耐受了,而且是严重的乳糖不耐受了,我家的宝宝在2个半月的时候就出现了这种症状,也是吃的"安婴乐"就好了,我才知道是乳糖不耐受,这种情况吃妈咪爱和思密达是不管用的,这两种都是调节体内菌群的,是不对症的,我找了好多资料才知道现在研发出一种专门治疗乳糖不耐受的产品,叫爱宝牛奶伴侣乳糖酶片,赶紧买回来给宝宝吃,效果真的很好,吃上就不拉了,到现在宝宝还一直吃着的,我找了一些乳糖不耐受的资料你可以参考一下,希望能帮助你.不要嫌麻烦,一定要看完哦! 随着生活水平的提高，奶已经成为中国家庭必不可少的健康食品。一喝奶就吐奶、腹泻、便秘、肠鸣、腹胀、腹痛、排气、等乳糖不耐问题，让很多人对奶又爱、有恨。 调查表明，我国婴幼儿有90%以上都受各种各样乳糖不耐问题和症状的困扰；10%以上的婴幼儿母乳喂养也会出现先天性乳糖不耐问题和症状；更有相当多的婴幼儿受原发或继发性乳糖不耐的困扰，部分婴幼儿随着年龄的增长乳糖酶开始极度缺乏直至消失；部分婴幼儿因其它原因诱发乳糖不耐，又由于缺乏相关认识、以及市场上并没有像专利产品“爱宝牛奶伴侣”乳糖酶片这样的产品及时解决问题，健康成人的乳糖不耐问题也高达92%。 乳糖不耐对人体影响极大，易造成营养不良、贫血、骨质疏松等问题，老年人还易表现为老年性白内障；其对儿童影响更为严重。 乳糖不耐对儿童的影响：1，早期乳糖不耐的婴幼儿会产生吐奶、腹泻、便秘、肠鸣、腹胀、腹痛、排气、等问题，易产生哭闹等现象。 2，乳糖不耐得不到及时治疗，会造成婴幼儿厌奶，影响其生长发育。 3，乳中含有人体骨骼、肌肉、器官、大脑等生长发育必不可少的微量元素，因乳糖不耐无法吸收奶中营养和厌奶的婴幼儿一般都会出现营养不良的各种症状。 4，乳在乳糖酶作用下形成的半乳糖是宝宝大脑发育必不可少的物质，长期乳糖不耐影响婴幼儿大脑智力发育。 5，同时，由于乳糖不耐，喝奶后，奶在婴幼儿体内无法被完全分解、消化、吸收，滞留在肠腔内，在细菌的作用下形成各种有害物质，引起肠道菌群失调，引发肠胃问题；长期乳糖不耐易导致小儿难治愈的慢性腹泻；部分患儿会诱发尿布疹。 6，乳糖不耐影响奶中的各种矿物质，比如：钙、铁、磷的吸收，造成宝宝缺钙、缺锌、缺铁和贫血症状等。 7，乳糖不耐也会造成奶中维生素、蛋白质等婴幼儿生长发育必须物质难以被患儿消化、吸收，造成患儿体重低下及生长发育迟缓等问题。 8，严重的时候，乳糖不耐诱发的并发症会危及患儿生命。 狙击乳糖不耐、培育健康宝宝、造就完美人生 乳在乳糖酶作用下形成的营养物质，是婴幼儿主要的能量来源，提供婴幼儿生长发育不可替代的各种元素；乳糖在乳糖酶作用下形成的半乳糖是、婴幼儿大脑发育不可缺少的物质；乳糖在乳糖酶作用下经肠道发酵产生的乳酸可提高食物中钙、磷、钾、铁等矿物质的吸收利用有重要作用，一定程度上缓解人体贫血症状。缺乏乳糖酶乳糖不耐会引起儿童营养不良和老年骨质疏松。 “爱宝牛奶伴侣”乳糖酶片，营养更全面、价格更经济、效果更明显，宝宝赢在起跑线上 1，奶中含有大量维生素B族，在“爱宝牛奶伴侣”乳糖酶片作用下被身体完全吸收、利用，帮助身体进行能量代谢，帮助神经系统运行和加强血液循环的功效，对于婴幼儿神经功能、器官功能等的发展上是很有帮助的。 2，在“爱宝牛奶伴侣”乳糖酶片作用下，奶中丰富的蛋白质，在
酶制剂在乳制品生产方面的应用及研究现状
摘要：本文介绍了酶与酶制剂，应用酶制剂还可以提高乳制品生产的质量和安全性，改进生产工艺过程和改善产品风味。综述了酶制剂在干酪生产，乳品保鲜等方面的应用，以及酶制剂的研究现状。 关键词：酶制剂；乳制品
前言 虽然酶工程学是近来才兴起的学科，但酶在乳品中的应用由来已久。很久以前，人们就利用皱胃酶（凝乳酶）来生产干酪。近几年，随着乳牛业和乳品工业的迅猛发展，原料奶和乳制品产量大幅度提高，乳制品花色品种极大丰富，酶学研究进一步深入，酶在乳品中的应用也扩展到了更广的领域。 1酶制剂 1.1酶 早期是指在酵母中的意思，指由生物体内活细胞产生的一种生物催化剂。大多数由蛋白质组成（少数为RNA）。能在机体中十分温和的条件下，高效率地催化各种生物化学反应，促进生物体的新陈代谢。生命活动中的消化、吸收、呼吸、运动和生殖都是酶促反应过程。酶是细胞赖以生存的基础。细胞新陈代谢包括的所有化学反应几乎都是在酶的催化下进行的。 1.2酶制剂 酶制剂是指从生物中提取的具有酶特性的一类物质，主要作用是催化食品加工过程中各种化学反应，改进食品加工方法。我国已批准的有木瓜蛋白酶、α—淀粉酶制剂、精制果胶酶、β—葡萄糖酶等6种。酶制剂来源于生物，一般地说较为安全，可按生产需要适量使用。酶制剂是一类从动物、植物、微生物中提取具有生物催化能力的蛋白质。具有高效性，专一性，在适宜条件下具有活性。 2酶制剂在乳品中的应用 2.1脂肪酶 脂肪酶在乳品中的应用主要是在干酪生产中，用于加速干酪的成熟。Sood曾在碎凝乳中添加解脂酶my(Meito,Japan)发现，添加解脂酶的企达干酪游离挥发性脂肪酸含量远较未添加的高，挥发性游离脂肪酸含量随成
果胶提取的现状及发展前景研究综述
果胶的提取现状和发展前景研究 摘要：果胶是一种天然高分子,随着对其研究的深入发展,涉及的内容和应用范围越来越广泛。本文综合概述了果胶的结构、性质、作用、提取的方法和发展前景,简单介绍了它们的应用领域。 关键词：果胶；提取；前景 引言： 果胶是植物中的一种酸性多糖物质，它通常为白色至淡黄色粉末，稍带酸味，具有水溶性，工业上即可分离，其分子量约5万一30万，主要存在于植物的细胞壁和细胞内层，为内部细胞的支撑物质。在食品上作胶凝剂，增稠剂，稳定剂，悬浮剂，乳化剂，增香增效剂，并可用于化妆品，对保护皮肤，防止紫外线辐射，冶疗创口，美容养颜都存一定的作用。因而果胶有着广泛的应用。 一、果胶的性质及来源 果胶(Pectin)是一组聚半乳糖醛酸。在适宜条件下其溶液能形成凝胶和部分发生甲氧基化（甲酯化，也就是形成甲醇酯），其主要成分是部分甲酯化的a(l,4)一D一聚半乳糖醛酸。残留的羧基单元以游离酸的形式存在或形成铵、钾钠和钙等盐。 不同的蔬菜，水果口感有区别，主要是由它们含有的果胶含量以及果胶分子的差异决定的。柑橘、柠檬、柚子等果皮中约含30%果胶，是果胶的最丰富来源。 二、果胶在我国的发展现状 果胶作为胶凝剂广泛用于生产果酱、果冻、果脯、蜜饯、软糖、焙烤食品与饮料中，还可作为增稠剂和稳定剂添加于果汁、乳制品中。随着现代工业的发展，果胶在各领域的需求量越来越多，我国每年消耗果胶3000 吨以上，进口果胶约占80%，由于进口果胶的价格高于国产果胶，国产果胶成了国内众多企业的期盼，因此大力开发果胶生产新工艺，利用我国丰富的果胶资源，生产出优质果胶，满足国内外市场需求已显得极为迫切。
果胶生产工艺主要分预处理、提取、浓缩、沉淀、干燥等5 个步骤，其关键步骤为提取和沉淀。目前国内果胶生产多采用传统方法。提取过程主要采用酸提取法，辅之于微波、超声波处理等辅助手段提取。沉淀方法主要是醇沉法和盐析法。整个工艺方法的缺点是乙醇使用量大，其中醇沉法工艺生产1 吨果胶需消耗7 吨乙醇；盐析法可使乙醇用量下降至4 吨，但生产成本仍较高，且产品产量低，沉淀性状不好, 灰分含量高，溶解性差，工艺条件也较难控制。 三、果胶提取新型方法的研究 （一）甘薯果胶酸提取工艺的研究 目前，我国甘薯加工主要集中在提取淀粉，制作粉丝、粉条等粗加工领域，在生产过程中，每天都要产生大量的废渣。鲜薯渣中含水量高达80%，不易贮存、运输，腐败变质后产生恶臭，如果直接排放将会造成严重的环境污染。 国外多以柑橘皮、柠檬皮渣、苹果皮渣等为原料生产果胶，目前我国食品行业主要从柑橘皮渣、苹果渣中提取和生产果胶，但尚未有从具有高果胶含量的甘薯渣中提取和生产果胶的报道。资料表明，甘薯渣中至少有20%～30% 的果胶物质。本研究立足于当前我国果胶生产的实际情况，以及丰富甘薯渣资源的现状，以简化果胶生产工艺、降低生产成本为目的，对甘薯果胶[1]的提取工艺进行优化分析和讨论，以期确定最佳提取工艺。 （二）酶法制备低甲氧基果胶的工艺研究 果胶是一种植物多糖, 其基本组成是部分甲酯化的半乳糖醛酸, 通常按甲氧基含量分为两大类: 甲氧基含量高于7%的高甲氧基果胶和低于7%的低甲氧基果胶。 工业化高甲氧基果胶[1]生产原料主要是柑桔和苹果的皮渣, 低甲氧基果胶[1]的生产是由高甲氧基果胶在一定条件下脱酯得到。果胶的用途很广, 70%用作食品添加剂, 两类果胶的最大区别在于胶凝机理不同。 高甲氧基果胶只能在可溶性固形物高于55%和狭小的pH 范围( 3.0 左右) 才能胶凝, 主要用于高糖食品的生产。低甲氧基果胶只需较低的糖浓度甚至无糖条件下, 就能在Ca2+或其它二价阳离子体系中形成凝胶。为满足肥胖和糖尿病人等的需要, 可制成低热量的食品, 这使低甲氧基果胶的需求量越来越大。 目前国内只有高甲氧基果胶的生产技术,低甲氧基果胶加工技术尚不成熟,
乳糖酶
乳糖酶在乳品工业中的应用 乳与乳制品是营养成分十分丰富的天然食品，其营养价值早已得到了世人的公认，然而美中不足的是由于部分人体内缺乏乳糖酶导致的乳糖不耐受现象，影响了他们对乳制品在人们日常中的普及和人体对乳制品营养成分的消化吸收。随着现代生物科学技术的发展，人们利用乳糖酶定向水解乳中大量的乳糖，从而使得从根本上解决乳糖不耐受这一困扰世人多年的医学难题成为可能。本文就乳糖酶在乳品加工业生产中的应用做一简要论述，希望对大家有所启迪和帮助。 β—半乳糖苷酶又称β—D—半乳糖苷半乳糖水解酶，商品名为乳糖酶。它能够催化β—半乳糖苷化合物中β—半乳糖苷键发生水解，还具有半乳糖苷的作用，是一种无毒无副作用的生物酶制剂，已由FDA、FCC、WHO／FAO和JACFA等权威评审机构确认为安全物质，国际生化编号EC3.2.1.23，CAS编号为9031﹣11﹣2。中国卫生部已于1998年10月同意列入GB2760中。利用乳糖酶水解乳糖的性质降低乳制品的乳糖含量，开发更易被人体吸收、被更多的消费群体所适用的低乳糖系列奶制品已成为乳品行业的新亮点。但是众多因素诸如制备酶的过程中酶活力的损失、生产工艺复杂、产量低等制约了乳糖酶在生产中的应用，其中很重要一点是成本太高。因而很多学者在构建高效生产乳糖酶的菌株，筛选酶学性质更为优良的乳糖酶，培养基的优化等
方面做了大量研究。 乳糖酶属于糖基水解酶家族的一员，分子量在54万左右，是一个四聚体三维结构；是一种白色粉末，无嗅无味；可催化乳糖水解为半乳糖和葡萄糖。乳糖酶在植物和微生物中分布广泛，植物来源主要有桃、李、杏、苹果、扁桃和咖啡豆等，动物来源主要有肠、脑等器官和皮肤组织，微生物来源主要有大肠杆菌、乳酸杆菌、酵母菌和霉菌等，在实际应用中一般都是从微生物中得到。乳糖酶根据不同来源可分为胞内水解酶和胞外水解酶，其中乳酸酵母、黑曲霉、米曲霉和米根霉等所产生的乳糖酶均为胞外水解酶，胞壁克鲁维酵母和大部分细菌所产生的乳糖酶均为胞内水解酶。通常，霉菌所产乳糖酶适用于水解牛乳（pH＝6.1）中的乳糖。微生物乳糖酶最适作用温度范围较宽，酵母乳糖酶作用温度在35℃左右，而霉菌最适作用温度一般在50℃以上，最高可达60℃，环状芽孢杆菌则可达65℃，嗜热水生菌则为80℃，耐高温微生物菌株使用时可避免杂菌污染。 牛乳含有多种营养成分，是一种营养素比较完善的食品，其中含有5％的乳糖。乳糖是一种由半乳糖和葡萄糖过β－1,4糖苷键构成的双糖，它的甜度在甜味糖中最小，溶解度也最低，在肠道中难被消化吸收。许多儿童和成人因体内缺乏能够分解乳糖的乳糖酶，饮食牛乳后常会引起消化不良，严重者会引起腹泻、呕吐、腹痛和腹胀等不适应症（又
果胶酶高产菌株EIM_4的鉴定及其液体发酵条件优化
业,2000,26(4):82-85. [3]Feron G,Du fosse L ,Pierard E ,et al.Production ,identification and toxicity of γ-decalactone and 4-hydroxyde -canoic acid from Sporidiobolus spp .[J ].Applied and E nvironmental Microbiology ,1996,62(8):2826-2831. [4]王建龙,施汉昌.聚乙烯醇包埋固定化微生物的研究及进展[J ].工业微生物,1998,28(2):35-39. [5]李峰,吕锡武.聚乙烯醇作为固定化细胞包埋剂的研究[J ].中国给水排水,2000,16(12):14-17. [6]牛红星,邱蔚然.用固定化啤酒酵母细胞合成胞嘧啶核苷二磷酸胆碱[J ].华东理工大学学报,2002,28(4):372-375. [7]W anikawa A.,H os oi K.,K ato T.C onversion of unsaturated fatty acids to precurs ors of γ-lactones by lactic acid bacteria during the production of malt whisky[J ].Journal of the American Society of B rewing Chemists ,2000,58(2):51-56. [8]于伟,徐岩,喻晓蔚,等.生物法转化分离耦合制备γ-癸内酯[J ].化工进展,2007,26(8):1151-1154. [9]周瑾,李雪梅,吕春华,等.地霉属真菌和棒状杆菌属株协同发酵生产γ-癸内酯[J ].生物技术通讯,2003,14(1):39-41. [10]王聪,宋焕禄,吕跃钢.复合诱变选育γ-癸内酯生产菌株[J ].食品科学,2007,28(6):237-240. [11]李花子,王建龙,文湘华.聚乙烯醇-硼酸固定化方法的改进[J ].环境科学研究,2002,15(5):25-27. [12]Zhuge J.M odern Ferment M icroorganism Experimental T echnology [M ].Beijing :Chem ical Industry Press ,2005:223-225. 果胶酶高产菌株EIM -4的鉴定及其液体发酵条件优化 柯崇榕,田宝玉,杨欣伟,林伟铃,黄薇,黄建忠 3 (福建师范大学工业微生物教育部工程研究中心,福建福州350108) 摘要:目的:通过了解高产果胶酶菌株EI M -4的背景信息及优化其最适的产酶条件,为下一步工业化生产提供依据。方法:通过基于18S rDNA 序列的系统发育进化分析对果胶酶高产菌进行鉴定,通过单因素试验和均匀设计获得最适产酶条件。结果:通过对18S rRNA 基因的分子系统进化分析,菌株EI M -4被鉴定为黑曲霉(Aspergillus niger )。通过单因素和均匀设计试验确定最佳产酶培养基为(g ΠL ):橘皮粉3219,黄豆粉1017,(NH 4)S O 42.1,CaC O 31.0,pH 自然。结论:Aspergillus niger EI M -4的液体发酵产果胶酶的活力可达15159.82U Πm L 。 关键词:果胶酶;黑曲霉;分子系统进化;液体发酵;均匀设计 中图分类号:Q946.5;Q93-331 文献标识码:A 文章编号:1004-311X (2008)05-0069-04 Identification of A Pectinase -producing Fungi EIM -4and Its Orthogonal Experiment of Submerge Fermentation Conditions KE Chong -rong ,T ian Bao -yu ,Y ANG X in -wei ,LI N Wei -lin ,H UANG Wei ,H UANGJian -zhong 3 (Engineering Research Center of Industrial M icrobiology ,M inistry of Education ,Fujian N ormal University ,Fuzhou 350108,China ) Abstract :Objective :Developing available industrial technologies to produce pectinase by understanding basic in formation for a high pectinase -producing strain EI M4and optimizing its submerged fermentation conditions.Method :Identified strain EI M4by using m olecular phyloganatic analysis of 18S rDNA sequences and im proved pectinase production by orthog onal experiment design.R esult :S train EI M -4was identified as As 2pergillus niger .Through orthog onal experiment ,the optimal submerge fermentation condition was obtained for producing extracellular pectinase.The suitable medium contained :orange peel power 32.97g ΠL ,s oybean flour 10.76g ΠL ,(NH 4)S O 42.14g ΠL ,CaC O 31.00g ΠL.,nature pH.Con 2clusion :The optimum pectinase activity of Aspergillus niger EI M -4is as high as 15159182U Πml. K ey w ords :pectinase ;Aspergillus niger ;phylogenetic analysis ;submerge fermentation ;orthog onal experiment 收稿日期:2008-07-17;修回日期:2008-09-03 基金项目:福建省科技厅重大项目(2005Q007)资助 作者简介:柯崇榕(1984-),男,硕士生;3通讯作者:黄建忠(1966-),男,博士,教授,Email :hjz @https://www.360docs.net/doc/7d3945126.html, 。 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。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[1]。果胶酶(Pectinases )是分解果胶质的一类复合酶的总称,主要通过裂解或β消去作用切断果胶质中的糖苷键致使果胶质裂解为多聚半乳糖醛酸,它广泛存在于各种细菌、真菌和放线菌等微生物中。动植物天然来源的果胶酶产量低难于大规模提取制备,微生物才是生产果胶酶的优良生物资源[2]。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[1,3] 。 黑曲霉是公认的安全菌株(G RAS:G enerally Regarded As Safe ),其代谢产物可直接用于食品工业,并且黑曲霉分泌的果胶酶系比较全[4]。目前,工业用的果胶酶生产菌大多是通过黑曲霉固体发酵生产获得,但由于固体发酵规模生产受限且杂蛋白含量高,影响果胶酶的分离纯化[5,6]。因此,筛选适合于液体深层发酵培养高产果胶酶菌株显得尤为重要。本文基于18S rDNA 序列的系统发育学分析对筛选得到的高产碱性果胶酶的真菌进行鉴定,并对其液体深层发酵产酶条件进行初步优化,为下一步工业化生产或者分子育种提高果胶酶比活力奠定基础。 1 材料与方法 1.1 材料1.1.1 菌株和质粒 真菌EI M -4和E scherichia coil DH5α(φ80lacZ ΔM15),均由 工业微生物教育部工程研究中心保存。pM D -18T S im ple Vec 2tor 购自T aK aRa Biotechnology (dalian )C o.,Ltd.1.1.2 试剂 DNA 限制性内切酶、X -gal 、IPTG 、Marker 购自T aK aRa Bio 2technology (dalian )C o.,Ltd.,胰RNA 酶(RNaseA )购自Biotech C o.,Ltd ,W ozard S V G el and PCR Clean -up System 购自Promega Biotech C o.,Ltd ,氨苄青霉素购自上海生工生物工程公司。1.1.3 培养基 (1)固体分离培养基:K 2HP O 40.1g ;M gS O 40.5g ;NaNO 3313g ;FeS O 40.01g ;果胶0.2g ;琼脂粉0.15g ;加水至1L ,自然pH; (2)基础固体培养基:马铃薯200g ;葡萄糖20g ;琼脂粉15g ;水1L ,自然pH ; (3)基础液体培养基:3%橘皮粉;2%麸皮;0.35%(NH 4)2S O 4;0.2%的CaC O 3。1.2 方法1.2.1 菌株基因组DNA 的提取 采用改良的S DS 裂解法提取真菌EI M -4的基因组DNA [7] 。1.2.2 引物设计 根据丝状真菌(曲霉)的18S rDNA 基因的保守序列设计一对通用扩增引物(由上海生工生物工程公司合成),其中: 正向引物P f :5’-T CC AACCTGG TTG AT CCTG CC AG T A -3’