果胶酶高产选育课程论文
海南大学（儋州校区）农学院
生物技术专业课程论文（设计）
题 目： 果胶酶高产菌种选育研究进展
学 生： 王 鹤 松
学 号： B0704030
专业年级： 2007级生物技术（1）班
指导教师： 朱 稳
二o一o年六月二十五日
果胶酶高产菌种选育研究进展
王 鹤 松
（海南大学 海南儋州 571737 B0704030）
摘要：果胶酶是能协同分解果胶质的一组酶的总称，在生产，造纸，食品发酵等方面有广泛应用。本文对酸性果胶酶和碱性果胶酶生产菌种的特点分别进行了介绍，并从传统育种、诱变育种和基因工程育种三个方面对果胶酶产生菌的高产育种技术的研究进展进行了综述。
关键词：果胶酶；微生物；选育；影响因素
Development on the Breeding of Pectinase High-yielding
Strains
Hesong Wang
( Hainan University, Danzhou, Hainan ，571737， B0704030 )
Abstract：For pectinase is coordinated with pectin can decompose the floorboard of a group of
enzymes in production, papermaking, fermentation etc, food is widely used. Based on acid and
alkaline pectic enzymes for pectinase strains of production were introduced, and from
conventional breeding, mutation breeding and gene engineering to produce three aspects of
bacteria for pectinase high-yielding breeding technology is reviewed.
Key words：pectinases；microbe；mutafacient；influencing factor
果胶酶（pectinases）是指能协同分解果胶质的一组酶的总称，是一种复合酶（由D-半乳糖醛酸以α-1，4糖苷键连接形成的直链状的聚合物）。它通常包括原果胶酶（PPase）、多聚半乳糖醛酸酶（PG）、裂解酶（PL）和果胶酯酶（PE）等4类。如果从生产、应用领域和最适用pH值环境来划分，果胶酶通常可以分为酸性果胶酶和碱性果胶酶。酸性果胶酶通常是指内聚半乳糖醛酸酶（endo-polygalacturonase，EC3.2.1.15）[1]，因为大多数的聚半乳糖醛酸酶的最适pH值为3.5~5.5。它是以水解作用方式无规则切断果胶酸分子的α-1，4糖苷键，主要应用于食品工业中果蔬汁和果酒的提取和澄清。碱性果胶酶一般多指聚半乳糖醛酸裂解酶（polygalacturonate lyase，EC4.2.2.1），它是以反式消去作用方式裂解果胶酸分子的α-1，4糖苷键[1]，将复杂的果胶分解成小分子，如半乳糖醛酸。碱性果胶酶在碱性范围内具有较高活性，其主要应用于植物病毒的纯化、诱导植物抗病、纸浆漂白、棉织物处理、含果胶污水处理、咖啡和茶的发酵生产，以及榨油、木材防腐、洗涤剂和家禽饲料加工[2]等。并且，果胶酶在全世界食品酶的销售额中占25%[3]。因此，果胶酶的菌种选育尤为重要，通过对酸碱性果胶酶菌种的种群特点的深入研究，更有利于菌种进行选育，获得高产的优良菌株，并通过对影响微生物产果胶酶的各种因素进行分析，可以更深层次为果胶酶的选育提供帮助。
1 产果胶酶的微生物种群及其特点
在微生物中,细菌、放线菌、酵母和霉菌都能代谢合成果胶酶，但主要以霉菌中的曲霉以及杆菌为主。由于真菌中的黑曲霉（Aspergillus niger）属于公认安全级,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[4]。目前国内外研究和应用较多的果胶酶产生菌是细菌和霉菌，也有放线菌中的链霉菌属产生果胶酶的报道[3]。酵母菌中只有很少一部分株系产生果胶酶，如：酿酒酵母（Saccharomy
cescerevisiae）、马克斯克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianus）[5]。日本学者Sakai早在1978年就从酵母菌中筛选出产原果胶酶的菌株。但是有关酵母菌产生果胶酶的报道更多的是在关于基因克隆技术的应用和研究上。
1.1产酸性果胶酶的微生物种群及其特点
生产酸性果胶酶的菌种以霉菌居多，已见报道的产果胶酶的霉菌种类大约包括20个属，如曲霉属（Aspergillus sp）.、灰霉菌属（Botrytis sp）.、镰孢菌属（Fusarium sp）.、炭疽菌属（Colletotrichum sp）.、核盘菌属（Scletorium sp）.和玉圆斑菌属（Cochliobolus sp）.等[3]。目前，黑曲霉、根霉和盾壳霉作为产果胶酶的菌株已经商品化。国内外对霉菌发酵产果胶酶的研究又主要集中在曲霉属中，而对于曲霉属中研究最多的是黑曲霉。其原因是，果胶酶被广泛应用于食品工业中，而生产食品酶制剂的菌株必须是安全菌株。黑曲霉分泌的胞外酶系较全，不仅可以产生大量果胶酶，而且黑曲霉是公认的安全菌株。另外，黑曲霉产生的果胶酶最适pH值一般在酸性范围内，这也是其被应用于食品工业行业中的原因之一[3]。孙维国等人[5]选育的黑曲霉SS-A-52产果胶酶活力达10.46×104 U/mL，尝试分批补料工艺，产酶更是提高到18.59×104 U/mL。田林茂等人[7]以黑曲霉HG-1为生产菌，通过优化发酵条件，生产的果胶酶酶活力可达22 248 U/g。除了黑曲霉之外，邬敏辰等人[7]选育了一株高产酸性果胶酶的宇佐美曲霉，在优化的发酵条件下，干曲的酶活力最高达48 31I U/g。彭霞薇等人[8]对草酸青霉菌BZH-2002产果胶酶固态发酵条件及酶学特性进行了研究。张宁欣等人[9]以米曲霉为出发菌株，选育出一株果胶酶高产稳定突变株ZI-47，其产酶为出发菌株的10倍。顾红燕等人[10]还研究了高大毛酶产酸性果胶酶。
1.2产碱性果胶酶的微生物种群及其特点
碱性果胶酶大多由细菌、放线菌产生。至今已分离鉴定出几十种碱性果胶酶生产菌[11]。其中细菌杆菌属的碱性果胶酶日益受到重视[4]。细菌中的欧文氏杆菌（Erwinia sp）.、芽孢杆菌（Bacillus sp）.、节杆菌（Arthrobacter sp）.和假单胞杆菌（Pseodomonas sp）.都产生果胶酶，但能生产碱性果胶酶并具有工业化使用前景的菌种并不多，仅有嗜碱性芽孢杆菌属和欧文氏杆菌属。另外，放线菌及螺孢菌等也是具有工业使用前景的碱性果胶酶生产菌[13]。嗜碱性芽孢杆菌属和欧文氏杆菌属由于在苎麻和红麻的脱胶、生物制浆及污物的处理软化等方面的可观应用前景，因而受到较多的关注和研究。碱性果胶酶也可由真菌产生，包括意大利青霉（Penicillium Italicum）和烟曲霉（Aspergillus fumigatus）[11]。张健红等人[10]从腐烂的苹果皮中筛选出一株芽孢杆菌WSHB04-02，在优化培养条件下，其酶活力达到34 U/mL。李建洲等人[12]对嗜盐嗜碱菌（Alkalibacterium sp）.F26的发酵产碱性果胶酶培养基和培养条件进行优化，酶活力达1 015 U/mL。张保国等人[13]对克劳氏芽孢杆菌（Bacillus clausi）iS-4菌株产碱性果胶酶的固态发酵条件进行优化，甜菜粕产酶活力可达2 300 U/g。李祖明等人[14]研究的吉氏芽孢杆菌产碱性果胶酶，干甜菜渣酶活力达6.05×103 U/g。刘慧娟等人[15]优化了芽孢杆菌产碱性果胶酶的温度控制策略，使产碱性果胶酶酶活力达53.0 U/mL。
2高产菌种的选育
通过传统育种和诱变育种以及基因育种的手段，我们可以获得许多高产的优良菌株，而应用上大部分采用是诱变育种，通过不定向的诱变方式，采用多种手段，如化学试剂、激光、等方法，可以更好的使我们获得高产优良的菌株。当然采用定向的基因工程和比较传统的育种方式往往也可以得到不错的成果。
2.1传统选育
用平板筛选菌株是最传统的选育方法，据目标菌种的生长特点，应用不同的培养基进行筛选，过程步骤简单原理简明易懂，是微生物筛选菌种技术最为成熟的方法。全桂静等利用平板菌落法从腐烂的南果梨中成功第筛选出果胶酶的生产菌株，并以沉淀圈确定胞外果胶酶的存在；通过比较果胶酶活力 ,筛选得到一株果胶酶高产霉菌，最后得干曲果胶酶活性高达到 6635U/ g[16]。杨欣伟, 林伟铃等以黑曲霉菌株为菌种,经过3轮的果胶平板初筛, 筛选到具有较好果胶水解活性的菌株12 株, 再通过DNS法对其进行复筛, 实验得到一株果胶酶产量达到14562 U/mL的优良菌株[17]。通过科研人员的大量实验,结果表明用平板筛选菌株是可行的。
2.2诱变育种
虽然诱变育种方法产生的是不定向变异，但诱变结果相对于单纯的培养基选育均有较大的突变率。菌种通过合适的诱变，能更好地选育出产酶量更高、酶学性质更稳定、针对性更强的新菌株。目前多种诱变技术相结合的复合诱变已广泛应用于果胶酶菌种诱变选育中。
2.2.1化学诱变
化学诱变是由于化学试剂能导致遗传物质中一个或几个碱基发生变化，由不正常配对而产生突变。化学诱变由于其用量少、操作简便，因此成为生产果胶酶常用的诱变育种方法之一。果胶酶生产菌种常用亚硝基胍、硫酸二乙酯（DES）、甲基磺酸乙酯（EMS）、亚硝酸等作为化学诱变试剂。Hadj-TaiebNoomen[18]采用亚硝酸对青霉菌（Penicillium occitanis）进行诱变，得到一株突变型菌株CT1，该菌株产酶活力远远高于原始菌株，并且不需果胶或其他类似物的诱导，降低了生产成本。但由于有高效诱变作用的诱变剂并不多，因此更多的人都选用化学诱变配合其他诱变方式的诱变方法，几乎很少使用单一的化学诱变法。 2.2.2辐照诱变
辐照诱变一般是利用具有穿透性的射线照射需诱变的生物体，使其发生突变的一种育选方法。只要放射性物质不泄露，就不会对人体产生危害，操作也甚为简便，是一种安全简便、行之有效的育种手段。果胶酶育种中使用的辐照诱变通常有紫外线诱变、微波诱变、60Co-γ射线诱变、He-Ne激光诱变等。紫外线诱变应用得相对比较多。而微波诱变、He-Ne激光诱变尽管在众多的果胶酶的研究报告中应用得还比较少，但也越来越被重视。李延生等人[19]使用微波诱变表明，诱变的突变率较大，且最高正突变发生的酶活力都要高出数十个百分点。其实，许多诱变育种经常是将几种方法组合进行连续诱变，如李延生等人[18]利用紫外线和微波复合诱变选育出一株高产菌株Aspergillus niger 3502，其果胶酶产酶能力比出发菌株提高了2倍，酶活力达2 644 U/g。张宁欣等人[9]以米曲霉为出发菌株，经紫外线、60Co-γ射线、硫酸二乙酯连续诱变，获得一株果胶酶高产、稳定的突变株ZI-47，其产酶为出发株的10倍，并且遗传性状十分稳定，在连续传12代、4℃冰箱中保存1年的条件下，酶活力基本没有降低。辐照诱变由于其相对经济，操作简便，效率高，因而是使用较多的诱变方法。
产果胶酶菌株的筛选的开题报告
产果胶酶菌株的筛选的开题报告
标题：产果胶酶菌株的筛选
摘要：本文探讨了产果胶酶菌株的筛选方法和其在食品、医药等领域的应用。通过基于色谱、蛋白质质量分析等技术手段的筛选，找到了具有产酶能力的菌株，并通过酶学和分子生物学技术进行了酶特性和途径分析。本文旨在为产果胶酶菌株的研究提供一定的指导。
关键词：果胶酶、菌株、筛选、酶特性、途径分析
引言：
果胶酶是一种水解果胶等多糖的酶，其在食品、化妆品、医药等领域的应用已经越来越广泛。为了更好地满足产品质量的需求，寻找一种高效、稳定的果胶酶菌株是非常必要的。本文旨在探讨产果胶酶菌株的筛选方法以及酶特性和途径分析的相关技术。
一、产果胶酶菌株的筛选方法
1.传统筛选法
利用传统方法（如放养研究）从自然环境中获得可能产生果胶酶的微生物，并对其产酶能力进行筛选。由于该方法筛选周期长且产量较低，因此我们需要寻找更高效的筛选方法。
2.色谱筛选法
该方法是一种基于高效液相色谱技术实现的果胶酶筛选方法。首先将微生物发酵产生的菌液经过某些物质的亲和层析，得到纯度高的果胶酶，然后分离和分析其产酶菌株。该方法可以快速、高效地获得高产酶的菌株，具有较大的潜力。
3.蛋白质质量分析法
该方法是一种利用蛋白质质量分析技术，筛选出产酶能力强的菌株。菌株的菌液样品经过蛋白质质量分析，鉴定出具有酶活性的峰值，可将这些菌株筛选出来。
二、酶特性和途径分析 1.酶特性
通过使用各种生化技术，包括纯化、酶动力学、糖类测定和基因克隆等技术，鉴定果胶酶的酶特性和组成。
2.途径分析
通过分子生物学技术，如基因克隆和重组表达来确定酶的表达和调控机制，以更好地了解产果胶酶菌株中果胶酶途径特征。
结论：
本文论述了三种产果胶酶菌株筛选方法途径及其相关技术手段，以及获取酶特性和途径分析的方法。这些手段及分析方法可以为产果胶酶菌株的相关研究提供指导。未来，我们可以进一步探索新的高效、稳定的果胶酶菌株，为食品、化妆品、医药等领域的应用做出贡献。
果胶酶的酶学特性及其在畜禽生产中的应用
动物营养学报２０１９，３１（８）：３５２２⁃３５２８ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎｉｍａｌＮｕｔｒｉｔｉｏｎ
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６⁃２６７ｘ．２０１９．０８．０１２
果胶酶的酶学特性及其在畜禽生产中的应用
闫昭明１ 杨 媚１ 郭志英２ 陈清华１∗
（１．湖南农业大学动物科学技术学院，长沙４１０１２８；２．山东隆科特酶制剂有限公司，沂水２７６４００）
摘 要：果胶是植物源饲料原料中一种常见的抗营养因子，进入畜禽消化道后会影响动物对营
养物质的消化吸收。果胶酶是指能够分解果胶质的多种酶的总称。动物体细胞由于不存在细
胞壁结构，故机体内不能分泌产生果胶酶，一般在畜禽生产中均为外源添加。在饲粮中添加适
宜水平果胶酶可改善动物生产性能，提高畜产品品质。本文就果胶酶的酶学特性、作用机理及
其应用效果进行了综述，为果胶酶在饲料生产中进一步推广提供参考。关键词：果胶酶；酶学特性；研究进展
中图分类号：Ｓ８１６．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６⁃２６７Ｘ（２０１９）０８⁃３５２２⁃０７
收稿日期：２０１９－０１－０１基金项目：长沙市科技计划项目———牛膝多糖对仔猪免疫功能的调节及作用机制研究（ｋｑ１８０１０１７）作者简介：闫昭明（１９９５—），男，新疆乌鲁木齐人，硕士研究生，从事分子营养学与饲料资源开发利用研究。Ｅ⁃ｍａｉｌ：８７０７３５２８６＠ｑｑ．ｃｏｍ∗通信作者：陈清华，教授，博士生导师，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｃｈｑｈ３１４＠１６３．ｃｏｍ 植物性饲料原料中果胶质成分是一种常见的
抗营养因子，进入畜禽消化道后易提高食糜黏度，
降低动物对饲粮营养物质的消化、吸收，直接影响
畜禽对于植物性原料的利用效果。果胶酶做为一
种非常重要的酶制剂，目前在诸多领域中都得以
广泛应用［１］。果胶酶常用于果蔬汁澄清［２］、食品
加工废水预处理与植物油提取等［３－４］。此外，果胶
酶用于饲料加工业中以达到破坏植物细胞壁结
构、降低食糜黏度、提高动物对于植物性原料的消
《果胶酶的制作方法及作用》 作业设计方案
《果胶酶的制作方法及作用》 作业设计方案
一、作业目标
1、 让学生了解果胶酶的制作方法及原理。
2、 使学生掌握果胶酶的作用机制和应用领域。
3、 培养学生的实验操作能力和科学思维。
二、作业内容
（一）果胶酶的制作方法
1、 原材料准备
收集含有果胶物质丰富的水果，如苹果、橙子、柚子等。准备所需的化学试剂，如乙醇、硫酸铵、磷酸盐缓冲液等。
2、 提取粗酶液
将水果洗净去皮，切成小块，放入匀浆器中，加入适量的蒸馏水，匀浆处理。将匀浆液进行离心，取上清液，即为粗酶液。
3、 盐析沉淀
在粗酶液中缓慢加入硫酸铵粉末，边加边搅拌，使其饱和度逐渐达到一定程度。然后放置一段时间，让果胶酶沉淀下来。
4、 离心分离 将上述混合物进行离心，弃去上清液，收集沉淀。
5、 透析纯化
将沉淀溶解在适量的磷酸盐缓冲液中，放入透析袋中，在蒸馏水中进行透析，去除杂质和小分子物质。
6、 浓缩和保存
经过透析后的溶液，采用真空浓缩或冷冻干燥等方法进行浓缩，得到较纯的果胶酶，并将其保存在低温环境中。
（二）果胶酶的作用
1、 水果加工中的应用
（1）果汁澄清
果胶酶能够分解水果中的果胶物质，使果汁中的混浊物凝聚沉淀，从而使果汁变得澄清透明，提高果汁的品质。
（2）提高出汁率
果胶物质的存在会影响水果的出汁率。果胶酶可以破坏果胶的结构，使水果细胞更容易破裂，释放出更多的汁液，从而提高出汁率。
2、 纺织工业中的应用
在棉麻纤维的处理过程中，果胶酶可以去除纤维表面的果胶物质，使纤维变得柔软、光滑，提高纺织物的质量和手感。
3、 饲料工业中的应用 在饲料加工中，添加果胶酶可以分解植物细胞壁中的果胶，提高饲料的营养价值和消化吸收率。
4、 造纸工业中的应用
果胶酶可以用于处理造纸原料中的果胶，改善纸张的性能和质量。
三、作业形式
1、 实验报告
要求学生按照给定的实验步骤进行果胶酶的制作，并撰写实验报告，包括实验目的、实验材料、实验步骤、实验结果和分析等。
一种果胶酶生产菌株的分离及其产酶条件优化
第３４卷第４期 ２０１２年０４月 武汉工程大学学报 Ｊ． Ｗｕｈａｎ Ｉｎｓｔ．Ｔｅｅｈ． Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．４ Ａｐｒ． ２０１２
文章编号：１６７４—２８６９（２０１２）０４—００１５—０４
一种果胶酶生产菌株的分离及其产酶条件优化
苏腾甲，朱雄伟，张佑红 ，刘芬，刘婷婷，徐智鹏，李卫朋
（武汉工程大学化工与制药学院，绿色化工过程省部共：建教育部重点实验室，湖北武汉４３００７４）
摘要：为了从自然界中寻找一种果胶酶生产菌株，在果胶平板上经过筛选、复筛，分离出产果胶酶生产菌
株，并将分离得到的菌株在摇瓶发酵培养、测定其酶活力，其发酵培养基的初始ｐＨ、最适温度、最适接种量及
发酵周期进行初步研究．结果表明：经过筛选得到的产果胶酶菌株在发酵培养基的初始ｐＨ为７．０、培养温度
为３３℃、接种量为３０％、发酵周期为５６ ｈ时，此菌株产酶的酶活力最高，优化后的条件大大提高了菌株的产
酶能力．
关键词：果胶酶生产菌株；纯化；发酵；产酶条件优化；酶活力
中图分类号：Ｑ９３—３３ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－２８６９．２０１２．０４．ＯＯ４
Ｏ 引 言
果胶酶是指分解果胶的一种多酶复合物，通
常包括原果胶酶、果胶甲酯水解酶、果胶酸酶，通
过它们的联合作用使果胶质得以完全分解…．天
然的果胶质在原果胶酶作用下，转化成水溶性的
果胶；果胶被果胶甲酯水解酶催化去掉甲酯基团，
生成果胶酸；果胶酸经果胶酸水解酶类和果胶酸
裂合酶类降解生成半乳糖醛酸，果胶酶广泛应用
于食品工业、饲料工业、造纸工业和纺织工
业中 ．
尽管自然界中天然果胶酶广泛存在于动植物
体内，但其产量较低、难以大规模提取，所以寻求
果胶酶的生产方法意义重大．其中，采用微生物发
酵的方法，从微生物的代谢产物中提取果胶酶的
方法，受到越来越多的关注 Ｊ．本研究从自然界中
采样，筛选出可以产生果胶酶的菌株，经过摇瓶发
酵产果胶酶，并通过对发酵条件的优化，使果胶酶
米曲霉Asp.m21产果胶酶酶学性质及初步应用.
米曲霉Asp.m21产果胶酶酶学性质及初步应用
果胶(pectin)物质是存在于高等植物初生壁和细胞间隙中的一组多糖,是非淀粉多糖(NSP)中化学组成和分子结构变化最大的一类结构性多糖,主要由α-D-半乳糖醛酸经α-1,4-糖苷键连接成的直链状聚合物。果胶酶是一类分解果胶质的酶的总称,是含有多种组分的复合酶。聚半乳糖醛酸酶(简称PG)是复合酶系中一个具有代表性的酶种,其作用于果胶质中的D-半乳糖醛酸残基之间的α-1,4-糖苷键,使高分子聚半乳糖醛酸降解为小分子物质,导致粘度降低,它在食品、纺织等方面有重要的应用价值。目前果胶酶已被广泛应用于食品工业,酿酒行业,是澄清果汁、果酒、饮料十分有效的澄清剂,在饲料行业也正成为重要的添加剂。本论文进行了以下三个方面的研究工作:1.果胶酶产生菌的分离纯化及液体发酵培养基的优化实验;2.对PG的酶学性质及其动力学的研究;3.对具有应用价值的果胶酶进行橙汁和芒果的澄清应用实验研究。本论文主要研究结果和结论如下:1.酸性果胶酶产生菌的分离纯化本研究对退化菌株米曲霉进行分离、纯化、复壮,经筛选分离培养基的初步筛选得到21株透明圈较大的菌株,其中菌株Asp.m21经液体摇瓶发酵培养复筛,在pH3.60、50.0℃条件下测定果胶酶酶活,酶活最高,达2.80IU/ml,综合以上结果,选定菌株Asp.m21作为研究对象,做进一步的研究和探讨。2.酸性果胶酶产生菌Asp.m21液体发酵条件的研究菌株Asp.m21是本实验室保藏的一株产PG的米曲霉菌株,通过单因素发酵条件的实验和正交实验的方法获得了实验室条件下的最佳发酵条件:麸皮2g、柚皮1g,硫酸铵1g,磷酸氢二钠1g,KC1 0.05克,MgSO_4 0.05克,FeSO_4 0.01克,水100ml,pH为4.50。使用优化后的发酵条件,菌株所产的PG酶活由优化前的2.80IU/ml提高到3.57IU/ml。3.菌株Asp.m21产PG粗酶性质及其酶动力学的研究本章以产PG菌株Asp.m21为研究对象,对该菌株产生的PG粗酶进行酶学性质的研究,结论如下:此酶属于酸性果胶酶,该酶在pH 3.20～4.00范围内有稳定较高酶活,其中最适pH值为3.60左右。在pH2.20-4.20范围内处理1h后酶活性均维持在的80%以上。该酶最适作用温度为50.0℃,在70.0℃保温60min后,酶活明显下降。Pb~(2+)和Ag~+严重抑制该酶活力,Cu~(2+)抑制此酶,而Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+、Na~+对酶无明显激活或抑制作用。在酶应用动力学研究中,底物浓度在1%～2%浓度范围内,酶促反应速度较高。在给定的底物浓度范围内,酶的产物生成速率最大在30min,浓度增大,反应速度呈稳定趋势;通过正交实验表明果胶酶最适反应条件为:pH=3.50,温度为50.0℃,底物浓度为0.50%,加入0.01 mmol/L的Mg~(2+)时,果胶酶的反应速率最大,作用30分钟所产的半乳糖醛酸量可达到2.09mg/ml。该果胶酶的Km=1.47mg/ml,Vmax=2.78mmol/1/min。4.PG的应用粘度随着酶作用时间的延长而降低,当反应210min时,橙汁的粘度由起始的87.0MPa降为42.0Mpa,为起始粘度的48.2%,而芒果汁的粘度由起始的287.0MPa降为40.0Mpa,为起始粘度的14.0%,表明该果胶酶非常适合用于芒果汁的澄清。未加酶的两种果汁饮料的透光率较低,起始浊度比较大,当加入酶进行酶解过程后,果汁中果胶物质生成低分子的化合物,降低了混浊现象。在反应时间为180min时,二者的透光率达到最大,澄清度达到最高。最大透光度为80.0%。半乳糖醛酸随着酶作用时间的延长而增加,当反应时间为210min时,半乳糖醛酸含量可提高76.0%,产物增加量可达到15.20mg/ml。半乳糖醛酸随着酶作用时间的延长而增加,粘度随着半乳糖醛酸的增加而降低,透光率随着粘度的降低而增加,三者有关联性。加酶的平均过滤速度为1.80ml/min,未加酶的平均过滤速度为1.10 ml/min,加酶后的过滤能力提高了64.0%。
果胶酶高产菌株EIM_4的鉴定及其液体发酵条件优化
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果胶裂解酶产生真菌的选育及酶学性质研究
基因组学与应用生物学，２０１６年，第３５卷，第１１期，第３０７６—３０８２页 Ｇｅｎｏｍｉｃｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｌｏｇｙ，２０１６，Ｖｏ１．３５，Ｎｏ．１ １，３０７６—３０８２ 研究报告 Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｒｅｐｏｒｔ 果胶裂解酶产生真菌的选育及酶学性质研究 周力陈华萍 李哲黄乾明 四川农业大学理学院，雅安，６２５０１４ 通讯作者，ｃｈｅｎｈｕａｐｉｎｇ６６６＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ 摘 要 果胶裂解酶（ｐｅｃｔｉｎ ｌｙａｓｅ）具有降解果胶物质的能力，在工业、医药等领域有着重要作用，目前主要由 果胶裂解酶功能菌株进行工业发酵生产，但现已开发的能用于工业生产的菌株资源十分有限。本实验采用 刚果红染色法从雅安果园富含果胶土壤中筛选果胶裂解酶产生菌株，旨在为果胶裂解酶工业生产开发新的 菌株资源。实验最终筛选出一株果胶裂解酶产生真菌菌株，经形态学和分子生物学鉴定为丛梗孢目曲霉属 ｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｍｏ凡ｉｌｉａ）的黄曲霉 ｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｔＴａｗ）。发酵条件研究表明，其最佳培养基的组成为（ｇ／Ｌ）：桔皮粉３， 麸皮５，Ｋ２ＨＰＯ ０．０５，ＭｇＳＯ ０．０５，在此组合下酶活可达１．４８ Ｕ／ｍＬ；最适培养条件为：初始ｐＨ ８．０，接种量 ８％，温度３０￣Ｃ，摇床转速２００ ｒ／ｍｉｎ，培养时间４８ ｈ。酶学性质研究表明：该酶的最适ｐＨ为８．０，在ｐＨ ７．０－９．０ 范围内稳定性良好；最适温度为５０￣Ｃ，在４０～５０￣Ｃ范围内稳定性较好；Ｃａ２＋Ｍｇ＋对酶有较明显的激活作用， Ｍｎ２＋、Ｃｕ２＋￣Ｚｎ２＋等对酶有不同程度的抑制作用。本研究成功对筛选菌株进行了发酵条件优化、酶学性质的研 究，为果胶裂解酶工业生产菌株的选育以及实际应用提供实验依据。 关键词 果胶裂解酶，黄曲霉，酶学性质，发酵条件 Ｂｒｅｅｄｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｚｙｍａｔｉｃ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｆｕｎｇｉ Ｐｒｏｄｕｃｅ Ｐｅｃｔｉｎ Ｌｙａｓｅ Ｚｈｏｕ Ｌｉ Ｃｈｅｎ Ｈｕａｐｉｎｇ Ｌｉ Ｚｈｅ Ｈｕａｎｇ Ｑｉａｎｍｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，Ｓｉｃｈｕａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｅｒｓｉｔｙ，Ｙａ’ａｌｌ，６２５０１４ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ，ｃｈｅｎｈｕａｐｉｎｇ６６６＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｎ１．ｃｎ ＤＯＩ：１０．１３４１７￣．ｇａｂ．０３５．００３０７６ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｐｅｃｔｉｎ ｌｙａｓｅ ｈａｓ ｔ ｈｅ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｄｅｇｒａｄｉｎｇ ｐｅｃｔｉｃ，ａｎｄ ｐｌａｙｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｍｅｄｉｃｉｎｅ ｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｅｔｃ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｅｃｔｉｎ ｌｙａｓｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｓｔｒａｉｎ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｓｔｒａｉｎｓ ｔｈａｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｔｏ ｂｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｒａｉｎ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｓ ｌｉｍｉｔｅｄ．Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｈｅ Ｃｏｎｇｏ ｒｅｄ ｓｔａｉｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｓｃｒｅｅｎ ｏｕｔ ｐｅｃｔｉｎ ｌｙａｓｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｓｔｒａｉｎ ｆｒｏｍ Ｙａ’ａｎ ｏｒｃｈａｒｄ ｓｏｉｌ ｔｈａｔ ｗａｓ ｒｉｃｈ ｉｎ ｐｅｃｔｉｎ．Ｉｔ ａｉｍｅｄ ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ ｎｅｗ ｓｔｒａｉｎｓ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｆｏｒ ｐｅｃｔｉｎ ｌｙａｓｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｆｉｎａｌｌｙ ｇｏｔ ａ ｆｕｎｇｉ ｓｔｒａｉｎ ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｐｒｏｄｕｃｅ ｐｅｃｔｉｎ ｌｙａｓｅ，ｗｈｏｓｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｉｏｌｏｇｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｉｓ Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｆｌａｖｕｓ ｏｆＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｍｏｎｉｌｉａ．Ｓｔｕｄｉｅｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆｍｅｄｉｕｍ ｗａｓ（ ）：ｏｒａｎｇｅ ｐｅｅｌ ｐｏｗｄｅｒ ３，ｗｈｅａｔ ｂｒａｎ ５，Ｋ２ＨＰＯ４ ０．０５，ＭｇＳＯ４ ０．０５．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｅｎ－ ｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｒｅａｃｈｅｄ ｔｏ １．４８ Ｕ／ｍＬ；Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｕｌｔｕｒｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗａｓ ｔｈａｔ：ｉｎｉｔｉａｌ ｐＨ ｗａｓ ８．０，ｉｎｏｃｕｌｕｍ ｓｉｚｅ ｗａｓ ８％，ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗａｓ ３０￣Ｃ，ｔａｂｌｅ ｒｏｔａｔｅ ｓｐｅｅｄ ｗａｓ ２００ ｒ／ｍｉｎ，ｉｎｃｕｂａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｗａｓ ４８ ｈ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆｅｎｚｙｍ— ａｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆｐｅｃｔｉｎ ｌｙａｓｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｓｔｒａｉｎｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｉｔｓ ｏｐｔｉｍａｌ ｐＨ ｗａｓ ８．０，ａｎｄ ｉｔ ｈａｄ ａ ｇｏｏｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｓｃｏｐｅ ｏｆ ｐＨ ７．０－９．０；Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｅｎｚｙｍｅ ｗａｓ ５０℃，ｉｔ ｈａｄ ａ ｇｏｏｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｓｃｏｐｅ ｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ４０－５０￣Ｃ；Ｃａ ａｎｄ Ｍｇ ｈａｄ ａ ｏｂｖｉｏｕｓ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｅｎｚｙｍｅ，ｗｈｉｌｅ Ｍｎ２ ，Ｃｕ ａｎｄ Ｚｎ ｈａｄ ａ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｅｇｒｅｅ ｏｎ ｉｔ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ，ｗｅ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒａｉｎｓ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｂｒｅｅｄｉｎｇ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｔｒａｉｎ ｏｎ ｐｅｃｔｉｎ ｌｙａｓｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｐｅｃｔｉｎ ｌｙａｓｅ，Ａ ｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｆｌａｗ，Ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ 基金项目：本研究由四川省教育厅重点科研项目（Ｎｏ．０８ＺＡ０５３）和四川农业大学科技创新基金项目（Ｎｏ．００７３１２００）
果胶酶高产菌的筛选及发酵条件的优化
２０１０年６月 第３期１１７～１２１ 甘肃农业大学学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＧＡＮＳＵ ＡＧＲＩＣＵＩ ＴＵＲＡ１ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ 第４ ５卷 双月刊
果胶酶高产菌的筛选及发酵条件的优化
王媛，韩舜愈，祝霞，蒋玉梅，盛文军
（甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃兰州 ７３００７０）
摘要：采用平板分离法从腐烂的大枣中筛选出果胶酶的高产菌株，通过Ｌ ｓ（４ ）／Ｅ交试验对该菌种的深层液体 发酵条件进行优化．结果表明：该菌种深层液体发酵最适的发酵条件为葡萄糖添加量１ ，蛋白胨０．５ ，吐温６０ 添加量０．０３ Ｖ０，发酵培养基初始ｐＨ值４．５，发酵温度４Ｏ℃，在此条件下菌株的产酶能力可以达到１０ ７５８ Ｕ・Ｈ ． 关键词：果胶酶，筛选，深层液态发酵，发酵条件优化 中图分类号：ＴＱ ９２５ ．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３—４３１５（２０１０）０３—０１１７—０５
Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｏｆ ｐｅｃｔｉｎａｓｅ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｓｔｒａｉｎｓ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ
ｏｆ ｉｔｓ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ
ＷＡＮＧ Ｙｕａｎ，ＨＡＮ Ｓｈｕｎ—ｙｕ，ＺＨＵ Ｘｉａ，Ｊ ＩＡＮＧ Ｙｕ—ｍｅｉ，ＳＨＥＮＧ Ｗｅｎ－ｊ ｕｎ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇａｎｓｕ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｓｔｒａｉｎ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｐｅｃｔｉｎａｓｅ ｈｉｇｈｌｙ ｗａｓ ｓｃｒｅｅｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｐｌａｔｅ ｍｅｔｈｏｄ ｆｒｏｍ ｒｏｔｔｅｎ ｊ ｕｊ ｕｂｅ．
Ｔｈｅ ｓｔｒａｉｎ ｗａｓ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ａｓ ａ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｏｆ Ｇ．Ａ Ｌ１６（４ ）ｄｅｓｉｇｎ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｌｉｑｕｉｄ ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ
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 griseoroseumt。]等，白绢菌(Selerotium rolfsii)、立枯丝核菌(Rhizoctonia
果胶酶高产菌种的选育研究
果胶酶高产菌种的选育研究
黄山学院 11生物技术 孙浩 21109051052
摘要：果胶酶是能协同分解果胶质的一组酶的总称，在生产，造纸，食品发酵等方面有广泛应用。本文对酸性果胶酶和碱性果胶酶生产菌种的特点分别进行了介绍，并从传统育种、诱变育种和基因工程育种三个方面对果胶酶产生菌的高产育种技术的研究进展进行了综述。
关键词：果胶酶；微生物；选育；影响因素；
果胶酶是指能协同分解果胶质的一组酶的总称，是一种复合酶（由D-半乳糖醛酸以α-1，4糖苷键连接形成的直链状的聚合物）。它通常包括原果胶酶、多聚半乳糖醛酸酶（PG）、裂解酶（PL）和果胶酯酶（PE）等4类。如果从生产、应用领域和最适用pH值环境来划分，果胶酶通常可以分为酸性果胶酶和碱性果胶酶。酸性果胶酶通常是指内聚半乳糖醛酸酶 [1]，因为大多数的聚半乳糖醛酸酶的最适pH值为3.5~5.5。它是以水解作用方式无规则切断果胶酸分子的α-1，4糖苷键，主要应用于食品工业中果蔬汁和果酒的提取和澄清。碱性果胶酶一般多指聚半乳糖醛酸裂解酶，它是以反式消去作用方式裂解果胶酸分子的α-1，4糖苷键，将复杂的果胶分解成小分子，如半乳糖醛酸。碱性果胶酶在碱性范围内具有较高活性，其主要应用于植物病毒的纯化、诱导植物抗病、纸浆漂白、棉织物处理、含果胶污水处理、咖啡和茶的发酵生产，以及榨油、木材防腐、洗涤剂和家禽饲料加工[2]等。
1 产果胶酶的微生物种群及其特点
在微生物中,细菌、放线菌、酵母和霉菌都能代谢合成果胶酶，但主要以霉菌中的曲霉以及杆菌为主。由于真菌中的黑曲霉属于公认安全级,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[4]。
1.1产酸性果胶酶的微生物种群及其特点
生产酸性果胶酶的菌种以霉菌居多，已见报道的产果胶酶的霉菌种类大约包括20个属，如曲霉属.、灰霉菌属.、镰孢菌属.、炭疽菌属.、核盘菌属.和玉圆斑菌属等。目前，黑曲霉、根霉和盾壳霉作为产果胶酶的菌株已经商品化。国内外对霉菌发酵产果胶酶的研究又主要集中在曲霉属中，而对于曲霉属中研究最多的是黑曲霉。其原因是，果胶酶被广泛应用于食品工业中，而生产食品酶制剂的菌株必须是安全菌株。黑曲霉分泌的胞外酶系较全，不仅可以产生大量果胶酶，而且黑曲霉是公认的安全菌株。另外，黑曲霉产生的果胶酶最适pH值一般在酸性范围内，这也是其被应用于食品工业行业中的原因之一。彭霞薇等人[8]对草酸青霉菌BZH-2002产果胶酶固态发酵条件及酶学特性进行了研究。张宁欣等人以米曲霉为出发菌株，选育出一株果胶酶高产稳定突变株ZI-47，其产酶为出发菌株的10倍。顾红燕等人[10]还研究了高大毛酶产酸性果胶酶。