果胶酶的生产

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果胶酶在生产中的应用

果胶酶在生产中的应用
生物081李春林
生物081李春林
(一)菌种 一 菌种 出发菌株:炭黑曲霉(Aspe llus carbonarius)AS 3396 出发菌株:炭黑曲霉 突变菌株:炭黑曲霉(Aspergittus cavbonarius)G2306和G5512。 突变菌株:炭黑曲霉 和 。 (二)试剂 二 试剂 高酯果胶:从柑桔中提取。甲氧基含量9.3%,半乳糖醛酸含量84% %,半乳糖醛酸含量 高酯果胶:从柑桔中提取。甲氧基含量 %,半乳糖醛酸含量 % 低酯果胶:葵花果胶,食用级,符合美国FCC标准,酯化度 %, 标准, 低酯果胶:葵花果胶,食用级,符合美国 标准 酯化度27%, 半乳糖醛酸含量90% 半乳糖醛酸含量 % 。 N一甲基一 硝基一 一亚硝基弧 简称亚硝基胍或 一甲基一N 一亚硝基弧(简称亚硝基胍或 一甲基一 硝基一N一亚硝基弧 简称亚硝基胍或MNNG).AR级 . 级 (三)培养基 三 培养基 1_试管斜面培养基:查氏琼脂、马锋薯葡萄糖琼脂、麦芽汁琼脂。 试管斜面培养基: 试管斜面培养基 查氏琼脂、马锋薯葡萄糖琼脂、麦芽汁琼脂。 2.平板分离培养基:查氏琼脂。 .平板分离培养基:查氏琼脂。 3. 液体种子培养基 %):蔗糖 ,果胶 ,(NH4)2S04 1.0, . 液体种子培养基(% :蔗糖5.0,果胶0.5, , MgSO4-7H2O 0.1,K2HPO4 3H2O 0.1,KC1 0.05,FeSO4 7H2O , , , 0.01 。pH 4.0
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左右, 3.果泥的用量可以采用5 mL左右,果 果泥的用量可以采用5 mL左右 胶酶的用量可采用质量浓度为2% 2%的果胶酶 胶酶的用量可采用质量浓度为2%的果胶酶 溶液2 mL。 溶液2 mL。 水浴时间可以为20 20~ min。 4.水浴时间可以为20~30 min。 过滤果汁时,漏斗中应放置滤纸。 5.过滤果汁时,漏斗中应放置滤纸。 探究pH对果胶酶活性的影响, pH对果胶酶活性的影响 6.探究pH对果胶酶活性的影响,只须 将温度梯度改成pH梯度,并选定一个适宜 pH梯度 将温度梯度改成pH梯度,并选定一个适宜 的温度进行水浴加热 反应液中的pH 进行水浴加热。 pH可以 的温度进行水浴加热。反应液中的pH可以 通过体积分数为0.1% 0.1%的氢氧化钠或盐酸溶 通过体积分数为0.1%的氢氧化钠或盐酸溶 液进行调节。 液进行调节。

果胶酶在果汁生产中的作用

果胶酶在果汁生产中的作用

果胶酶在果汁生产中的作用1. 引言果胶酶(pectinase)是一种在果汁生产过程中广泛使用的酶类。

果汁生产过程中的果胶物质,对果汁的质地和口感有着重要影响。

果胶酶能够降解果汁中的果胶化合物,促进果汁的流动性和澄清度。

本文将探讨果胶酶在果汁生产中的作用及其应用。

2. 果胶酶的分类和功能果胶酶是一类酶的总称,包括多种酶活性,如果胶甲基酯酶、果胶酶和多聚半乳糖酶等。

这些酶在果汁加工中发挥不同的作用。

2.1 果胶甲基酯酶果胶甲基酯酶能够催化果胶的去甲基化反应,将果胶中的甲基基团去除。

果胶甲基酯酶在果汁生产中的作用主要有两个方面:一方面,去甲基化反应能够使果胶分子解聚,改善果汁的流动性;另一方面,果胶甲基酯酶还能提高果汁的可溶性,增加果汁的浑浊度。

2.2 果胶酶果胶酶主要通过降解果胶分子,破坏果胶分子的结构,从而改变果汁的黏稠度和浊度。

果胶酶作用于多聚半乳糖酶和果胶蛋白酶,将它们分解为低聚物和单体,进一步降低果汁的黏稠度。

2.3 多聚半乳糖酶多聚半乳糖酶能够将高聚果胶分子分解为较小的低聚果胶,从而使果汁更易流动。

此外,多聚半乳糖酶还能够将果汁中的半乳糖醛酸盐转化为半乳糖,提高果汁中半乳糖的含量。

3. 果胶酶在果汁生产中的应用果胶酶在果汁生产中有着广泛的应用。

3.1 促进果汁澄清果汁中含有大量的果胶物质,导致果汁浑浊度较高。

加入果胶酶能够使果胶分子降解,改善果汁的澄清度。

果胶酶能够将果胶酶降解为较小的多聚半乳糖,使果汁中的固体颗粒减少,从而达到澄清果汁的效果。

3.2 提高果汁的流动性果汁中的果胶物质能够形成胶体结构,导致果汁的黏稠度较高。

果胶酶能够破坏果胶分子,从而改善果汁的流动性,使果汁更易于包装和运输。

3.3 改善口感果胶酶能够降解果汁中的果胶物质,使果汁口感更加顺滑和清爽。

经果胶酶处理后的果汁口感更加柔和,减少了果汁中的胶质感,提高了果汁的口感品质。

4. 质量控制和使用注意事项4.1 质量控制果胶酶的质量对果汁生产过程中的效果有着重要的影响。

高二生物同步课件:4-1 果胶酶在果汁生产中的作用(人教版选修I 42张)

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4.酶的用量
酶用量过多,会导致酶的 浪费 ;酶用量过少,会 限制 酶促反
应的速度。因此要得到适宜的酶用量,需通过设计实验进行探 究。 [思维激活1] 果胶酶的合成场所在哪里?果胶酶只存在于植物 细胞中吗?
提示
果胶酶的化学本质是蛋白质,其合成场所为核糖体,果
都发挥了最高效能后,反应物浓度再增加,反应速度也不增加, 这时受酶浓度影响 (2)最适温度 应据适宜温度范围确定间隔近
的温度梯度,重新实验
酶活性降低
(3)温度升高,酶活性升高
无催化反应
温度升高,
(5)果汁的量
(4)反应速度迅速增加
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3.探究果胶酶的用量
(1)实验原理
随着酶浓度的增加,过滤到的果汁体积也增加,说明酶的用量 不足;当酶的浓度增加到某个值后,再增加酶的用量,过滤到 的果汁的体积不再改变,说明酶的用量已经足够,那么,这个 值就是酶的最适用量。
C.50 ℃是该酶的最适温度
D.若温度从10 ℃升高到40 ℃,酶的活性将逐渐增强
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解析
温度影响酶的活性,果胶酶的最适温度在40~60 ℃之间,

果胶酶在果汁生产中的作用最新

果胶酶在果汁生产中的作用最新

1.果汁澄清
研究结果表明,当加入内
切O聚半乳糖醛酸酶和果胶酯酶 混合制剂,使果胶中30 %的酯键 和5 %的糖苷键被水解时,苹果 汁就能达到充分澄清。实验证明, 在苹果汁中添加0.07%的果胶酶 制剂, 在45 ℃下反应2小时,过 滤后可得到透光率达95 %左右、 吸光度为0.15 的透明果汁。
2.果汁提取
果胶酶在食品中的应用
果胶酶是果汁生产中最重 要的酶制剂之一 ,以被广泛 用于果汁的提取和澄清。在果 汁生产过程中,通过果胶酶处 理,有利于压榨,提高出汁率; 在沉降 ,过滤,离心分离过程 中,有利于沉淀分离,达到果 汁澄清效果。经果胶酶处理的 果汁 稳定性好,可以防止在存 放过程中出现浑浊。已广泛用 于苹果汁,葡萄汁,柑橘汁等 果汁的生产。
果胶酯酶(PE)
果胶酯酶(PE)是一种能催化果胶甲酯分子水解, 生成果胶酸和甲醇的的一种果胶水解酶。果胶酯酶 的最适温度范围35~50 °C, 在55°c易引起失活, 但来源不同的酶有所区别。番茄中果胶酯酶对热较 稳定。在PH6的0.1mol/LNaCl溶液中,将其在70 °C加热1h,则活力损失50%。果胶酶作用的最适pH 根据来源不同有所区别。钙离子和钠离子对果胶酯 酶有激活作用。
它主要存在于高等植 物和微生物中。果胶酶 至
少有8种酶分别作用于果 胶分子的不同位点,基 本上
可以分成两大类:一类是 催化果胶物质解聚酶, 另一 类是催化果胶分子 中酯水解的果胶酯酶。
果胶酶主要包括:
果胶酶
果胶酯酶(PE) 聚半乳糖醛酸酶(PG) 聚甲基半乳糖醛酸酶(PGL) 聚半乳糖醛酸裂解酶(PMG) 聚甲基半乳糖醛酸裂(PMGL)
教学主要内容
一、果胶 二、果胶酶 三、果胶酶在食品中的应用 四、应用果胶酶的注意事项

果胶酶在果汁生产中的作用

果胶酶在果汁生产中的作用

什么是酶的活性?如何表示? 影响酶活性的因素是什么?
果胶酶发挥作用需要怎样的条件呢?
有哪些能产果 胶酶的生物?
基础知识
(二)酶的活性与影响酶活性的因素
1、酶的活性
指酶催化一定化学反应的能力。
2、酶催化能力高低的衡量标准
在一定的条件下,酶所催化的某一化学反应的 反应速度来表示。
酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物 的减少量或产物的增加量来表示。
4.影响酶活性的因素主要有哪些?
基础知识
1、酶的概念 酶是活细胞所产生的具有生物催化 作用的一类特殊的有机物;
2、酶的本质 蛋白质(大多数)或RNA; 基本组成单位:氨基酸或核糖核苷酸 3、酶的功能 酶能降低化学反应的活化能,从而 使反应能够迅速的进行。在各种化 学反应中起催化作用 4、酶的特性 (1)高效性 (2)专一性 (3)需要适宜的条件(温度、
基础知识
(一)果胶酶的作用
1、果胶 是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一, 它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物, 不溶于水。
思考: 要破坏植物的细胞壁,你有什么方法?
资料二 关于果胶:
果胶起着将植物细胞粘合在一起的 作用,去掉果胶,就会使植物组织变得 松散。
果胶不溶于水,这是鉴别果胶的一 种简易方法。
例1.工业生产果汁时,常常利用果胶酶破除果 肉细胞壁以提高出果汁率,为研究温度对果胶酶 活性的影响.某学生设计了如下实验:(10分)
①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管,在10℃ 水浴中恒温处理10分钟(如图A)
②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合,再 次在10℃水浴中恒温处理10分钟(如图B)。 ③将步骤②处理后的混合物过滤,收集滤液, 测量果汁量(如图C)。

果胶酶的作用机理及其在动物生产中的应用

果胶酶的作用机理及其在动物生产中的应用

酶制剂的作用机理与应用研究动物日粮多为植物性成分,自身往往缺乏或者不能分泌破解细胞壁的酶类。

果胶是植物细胞间质中的主要成分(陆胜民,2001),占新生植物重的0.5%~4.0%(张海燕,2007)。

果胶作为植物天然的细胞壁成分及细胞壁间质会阻止细胞内容物养分被外界利用。

众多研究表明,果胶会影响动物小肠吸收功能(Forman等,1980)、肠道微生物区系(Mallett等,1983;Shakouri等,2006)和降低猪对能量和氮的利用(许金华等,2005)。

因此,如何降解植物细胞壁和降低果胶的抗营养性是提高饲料营养价值必须考虑的因素,本文对果胶、果胶酶和果胶酶在动物生产中的应用作简要介绍,为实际生产中更好利用果胶酶提供参考。

1 果胶(pectin)果胶首次是从胡萝卜中提取出的一种水溶性可形成凝胶的物质,主要是由D-半乳糖醛酸以α-1,4糖苷键相连形成的直链和中性糖(鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖和木糖)形成的侧链所组成的高分子化合物。

果胶类物质(Pectic Substance)广泛存在于植物初生壁和细胞间隙中,构成相邻细胞中间层黏结物,与纤维素和半纤维素等非淀粉多糖交织在一起形成细胞壁。

果胶类物质的一级结构见图1。

果胶类物质有四种主要形式(见表1):原果胶(Protopectin)、果胶酸(Pectin acid)、果胶酯酸(Pectinic acid)和果胶(Pectin),除原果胶不溶于水之外,其他均果胶酶的作用机理及其在动物生产中的应用武汉新华扬生物股份有限公司/付大波 程时军摘 要果胶与纤维素、半纤维素等非淀粉多糖交织在一起形成植物细胞壁,将营养物质包裹起来,阻碍了动物内源消化酶与细胞壁内养分的结合;另外果胶具有极高的粘性,能和动物肠道内消化酶结合,降低消化酶活性和养分消化率,从而阻碍动物生长。

在动物日粮中添加果胶酶可水解果胶以促进植物原料细胞壁裂解,使其中的蛋白质、碳水化合物等营养物质释放出来,这一部分物质就可得到消化和利用。

《果胶酶在果汁生产中的作用》

《果胶酶在果汁生产中的作用》

《果胶酶在果汁生产中的作用》首先,果胶酶能分解果胶,改善果汁的质地和口感。

果胶是一种复杂的多糖,其存在于植物细胞的细胞壁中,能够形成胶状物质。

在果汁生产中,果胶会导致果汁的粘稠度增加,口感变差。

而果胶酶能够分解果胶,将其转化为简单的糖类,从而降低果汁的粘稠度,使其更加流畅和顺滑。

这样消费者在饮用果汁时能够更好地感受到果汁的口感,增加其食欲和满足感。

其次,果胶酶还能提高果汁的营养价值。

果胶酶能将果胶分解成果胶多糖和果胶酸。

果胶多糖是一种具有保湿性和黏附性的物质,能够吸附和锁住水分,从而保持果汁的水分和鲜度。

而果胶酸则具有很高的抗氧化性,能够帮助人体排除自由基,减少氧化伤害。

因此,果胶酶在果汁生产中的应用,能够提高果汁的保湿性、抗氧化性和营养价值,使其成为一种更为健康的饮品。

此外,果胶酶还能提高果汁的溶解度。

果胶是一种难溶于水的物质,常常在果汁中以团聚或沉淀的形式存在,影响果汁的质量和口感。

而果胶酶能够分解果胶,将其转化为可溶性的果胶酸,从而提高果汁的溶解度和透明度,使果汁更加清澈和透明。

这样不仅能够提高果汁的整体品质,同时也能方便消费者观察和选择果汁的质量和口感。

此外,果胶酶还能增加果汁的稳定性和储存期。

果胶酶能够使果汁中的果胶酸形成稳定的络合物,从而减少果汁的酸性,防止果胶析出和沉淀。

在果汁生产中添加果胶酶,能够提高果汁的稳定性,延长其储存期,减少果汁在生产和运输过程中的质量损失。

综上所述,果胶酶在果汁生产中发挥着非常重要的作用。

它能够分解果胶,改善果汁的质地和口感;提高果汁的营养价值和溶解度;增加果汁的稳定性和储存期。

因此,在果汁生产中合理应用果胶酶,能够提高果汁的品质和价值,满足消费者的需求,推动果汁行业的发展。

果胶酶在果汁生产中的作用

果胶酶在果汁生产中的作用

果胶酶在果汁生产中的作用
果胶是存在于植物细胞壁中的一种复杂多糖,主要由D-半乳糖醛酸
和一些单糖(如D-葡萄糖、D-半乳糖和D-木糖)组成。

果胶的结构复杂
多样,其中包括丁状果胶、鲁尔状果胶、果酸果胶等。

它们形成一种网状
结构,使得果汁黏稠度较高,流动性较差。

果胶酶能够将果胶分子水解成单糖和低聚糖,从而改变果胶的网络结构,使果汁的黏稠度降低,流动性增加。

果胶酶主要作用于果胶的内部链段,使其断裂成较短的聚合物,减少了果胶分子之间的交联作用,从而降
低了黏稠度。

通过果胶酶的作用,果汁可以变得更加清澈、透明,口感更
加顺滑,易于饮用。

除了改善果汁的流动性和口感外,果胶酶还可以提高果汁的产量。


果汁榨取过程中,果胶往往会附着在果渣中,难以完全提取出来。

果胶酶
可以将果胶分子断裂成较小的聚合物,与果源部分分离,提高果汁榨取的
效果,提高果汁的产量。

果胶酶还可以改善果汁的稳定性和质保期。

果胶的存在使果汁易于分
层和沉淀,果胶酶的添加可以使果汁中的大分子果胶分解成较小的分子,
使果汁更加稳定,减少层析现象的发生。

此外,果胶酶水解后的果胶分子
会形成天然胶体,能够吸附水分和果酸,增加果汁的黏稠度和稳定性,延
长果汁的质保期。

总之,果胶酶在果汁生产中起到了重要的作用。

它能够水解果汁中的
果胶分子,降低果汁的浓度和黏稠度,提高果汁的流动性和口感。

此外,
果胶酶还可以提高果汁的产量、改善稳定性和质保期。

通过果胶酶的应用,可以生产出品质更好的果汁产品,满足人们对于口感和口感的要求。

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2液体发酵法
液体发酵生产时,将原料送入发酵罐内发酵,同时接入
果胶酶菌种。发酵过程中,需要从发酵罐底部通入无菌空气对物料进行气流搅拌,发酵完后的物料经过处理可得到果胶酶产品。
工艺流程:
空气→过滤

原料→发酵罐→浸泡→粗滤→超滤提取→成品

种子→摇瓶(床)
补充:液体发酵法生产果胶酶,原料利用率高,生产条
件易控制、产量高、劳动强度小、产品质量稳定,但动力消耗大,设备要求高。液体深层发酵的方法具有培养条件容易控制,不易染菌,生产效率高等特点。因此,目前此方法是大规模生产的可行方法。
工业级
(1)果胶酶高产菌株的选育:产果胶酶的菌种一般可以从腐烂的果蔬或果园泥土中分离,并通过利用果胶作为唯一碳源的培养基筛选出来。野生菌株的酶活力往往很低,必须对其进行诱变育种,以期得到酶活较高的菌株。
我国学者对果胶酶菌种选育的研究始于上世纪8O年代,有关报道集中在曲霉属。在诱变育种方法方面,国内外大多采用紫外线、亚硝基胍、C060亚硝酸等理化诱变。
进入2l世纪以来产果胶酶菌种的选育得到了更大的发展。郭爱莲等人对野生菌株应用紫外线、硫酸二乙酯、亚硝基胍和紫外线复合诱变及氦氖激光等多次反复诱变,诱变后菌株酶活比原始菌株提高了近3.1倍。
果胶酶
果胶酶(Pectinase)是世界四大酶制剂之一,是分解果胶质酶类的总称,主要包括原果胶酶、果胶酯酶、多聚半乳糖醛酸酶和果胶裂解酶四大类。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以大规模提取制备,微生物则是生产果胶酶的优良生物资源,在微生物中,细菌、放线菌、酵母和霉菌都能代谢合成果胶酶。果胶酶在当前的生物工程领域中起着非常重要的作用,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。另外,研究表明,果胶酶降解果胶而得到的果胶分解物对食品有很强的抗菌作用,特别是对大肠杆菌有显著的抑制增殖作用。2O世纪90年代中期,果胶分解物作为天然防腐剂开发成功。目前,国外以果胶分解物为主要成分,配合其它天然防腐剂,已广泛应用于酸菜、成鱼、牛肉饼等食品的防腐。
食品级
1固体发酵法
出发菌株:黑曲霉
培养基原辅料:山渣粉、桔皮粉、甜菜丝粉、谷壳、麸皮、(NH4)2SO4等
工艺流程:
培养料拌料

斜面接种灭菌
↓↓
麸皮菌种→接种曲盘发酵培养

出曲浸提

离心甩滤→去渣

脱色

超滤浓缩

填充剂 → 喷雾干燥

成品包装
补充:在果胶酶提取时,以8倍量1%NaCl溶液,30℃浸提1h为提取的最适条件,在45℃真空度96kPa条件下浓缩其回收率在90%以上。
3.食品级酶菌种易诱变,代谢易调源自。参考资料【1】《黑曲霉发酵生产果胶酶的研究》陈哲超、谢必峰、林宇野、陈松生、吴松刚 (微生物工程所)
【2】《酿造工业用果胶酶、纤维素酶生产菌的选育研究》谷海先、王建 (江南大学生物工程学院,江苏 无锡 214036)
【3】《微生物发酵生产果胶酶的研究概述》疏秀林、施庆珊、欧阳友生、陈仪本 (广东省微生物研究所 广东省菌种保藏与应用重点实验室 广东省微生物应新技术公共实验室 广东广州 510070)
(2)应用:
1.果胶酶能提高果蔬汁的出汁率
2.果胶酶能提高超滤时的膜通量
3.果胶酶的应用能使果蔬饮料澄清
4.果胶酶能改善浓缩果汁品质
5.果胶酶的应用能改善果蔬饮料的营养成分
6.果胶酶还可用于果实脱皮——脱除及净化果皮
比较
1.工业级酶的繁殖速度快,生产周期短,酶的产量大,培养简便。
2.食品级酶基因易操纵,优质种易得,技术水平也成熟得多。
另外,He—Ne激光诱变是一种高效的诱变育种新技术,具有能量密度高、靶点小、单色性和方向性好、诱变当代即可出现遗传性突变等特点,因此在果胶酶产生菌的育种中得到广泛的应用。
在众多诱变方法中,离子注入技术作为一种特殊的物理化学复合诱变方法已趋成熟,我国诸多单位相继开展了这方面的研究工作,并成功地应用于果胶酶产生菌的诱变育种,取得了可观的经济效益。
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