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玉米幼苗中谷氨酰胺转氨酶的分离纯化及其性质研究

作　者: 高海波
导　师: 杜明
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 食品科学
关键词: 玉米幼苗谷氨酰胺转氨酶分离纯化性质酸奶
分类号: TS201.25
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

谷氨酰胺转氨酶(TGase)是一种催化酰基转移反应的酶,它广泛存在于动植物组织器官和多种微生物中。动物来源的TGase含量少,纯化工艺复杂,且是Ca2+依赖型,难以得到大规模应用。目前,微生物来源的TGase是研究和应用最多的。然而植物来源的TGase目前报道较少。本研究拟从黄化的玉米叶中纯化得到谷氨酰胺转氨酶、研究其酶学性质、考察TGase在酸奶产品中的应用特性,同时与微生物来源的TGase进行性质比较,进而探索玉米来源的TGase应用于商业化生产中的可行性。首先,以黄化的玉米叶为原料,通过破碎、萃取、超滤浓缩、凝胶过滤层析等步骤分离纯化得到一定纯度的谷氨酰胺转氨酶。在纯化过程中对离心、超滤、凝胶过滤层析中的条件进行了优化。通过优化的条件进行TGase分离,得到的TGase比酶活为27.28 U/g,酶活回收率为13.84%,纯度为3.0%,分子量约为61 kDa。然后,以纯化的玉米TGase为样品,考察了温度和pH值对TGase活性的影响。研究结果表明:玉米TGase的最适温度为35℃,在30~45℃范围内具有较高酶活性;玉米TGase的最适pH为9.0,在pH 8.0左右时酶活最为稳定,在pH 8.0~9.0的范围内具有较高酶活性。另外,通过差示扫描量热法研究其热变性温度,结果表明玉米TGase变性起始温度是46.03℃,相变温度为60.50℃。本研究将玉米TGase和微生物TGase在酸奶发酵前加入到全脂牛乳中,发现加TGase的酸奶产品在坚实度和稠度上明显高于对照组;加玉米TGase的酸奶在粘度和粘滞指数上却低于加微生物TGase酸奶和对照组酸奶。从表观形态上看,添加TGase的酸奶都出现了明显颗粒状凝块。综合本研究结果来看,玉米TGase在温度稳定性方面好于微生物TGase,而在pH值稳定性方面则不如微生物TGase。因此,玉米TGase可以应用在一些对温度要求较严格的食品中,而在某些pH值较低的食品中的应用具有一定的局限性。整体上看,玉米TGase作为一种促使蛋白质交联的催化剂,具有一定的应用潜力。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-19
  1.1 立题背景  10-11
  1.2 谷氨酰胺转氨酶的研究现状  11-17
    1.2.1 谷氨酰胺转氨酶的催化作用机理  11
    1.2.2 酶活性测定方法研究进展  11-12
    1.2.3 谷氨酰胺转氨酶的分布  12-13
    1.2.4 谷氨酰胺转氨酶分离纯化研究进展  13-14
    1.2.5 谷氨酰胺转氨酶的性质比较  14-16
    1.2.6 谷氨酰胺转氨酶在食品中的应用  16-17
  1.3 本课题研究的目的及意义  17-18
  1.4 本课题主要研究内容  18-19
第2章材料与方法  19-29
  2.1 实验原料  19
  2.2 药品与设备  19-20
    2.2.1 主要药品与试剂  19-20
    2.2.2 主要仪器及设备  20
  2.3 实验方法  20-29
    2.3.1 SDS-PAGE  20-22
    2.3.2 酶活测定方法优化  22-24
    2.3.3 MLTG 的分离纯化方法优化  24-25
    2.3.4 MLTG 的性质研究  25-26
    2.3.5 MLTG 在酸奶产品中的应用研究  26-27
    2.3.6 其他分析测定方法  27-28
    2.3.7 数据处理方法  28-29
第3章玉米谷氨酰胺转氨酶的分离纯化  29-43
  3.1 玉米叶水分及蛋白质含量  29
    3.1.1 湿玉米叶水分含量  29
    3.1.2 湿玉米叶全蛋白质含量  29
  3.2 酶活测定方法优化  29-33
    3.2.1 MLTG 溶液的最大光吸收波长确定  29-30
    3.2.2 氧肟酸比色法测酶活的条件优化  30-33
  3.3 离心条件对酶的影响  33-35
    3.3.1 离心转速与粗酶液中蛋白质含量和酶活的关系  33-34
    3.3.2 离心时间与粗酶液中蛋白质含量和酶活的关系  34-35
  3.4 超滤条件对酶的影响  35-36
    3.4.1 浓缩倍数与超滤时间之间的关系  35-36
    3.4.2 浓缩倍数对比酶活的影响  36
  3.5 凝胶过滤层析条件的确定  36-40
    3.5.1 上样量对酶纯化效果的影响  36-38
    3.5.2 洗脱速度对纯化效果的影响  38-40
  3.6 MLTG 纯度测定  40-41
  3.7 酶的分离纯化汇总  41-42
  3.8 本章小结  42-43
第4章玉米谷氨酰胺转氨酶的酶活稳定性研究  43-49
  4.1 酶的最适温度  43-44
  4.2 热处理对酶活稳定性的影响  44-46
    4.2.1 热处理时间对酶活稳定性的影响  44
    4.2.2 热处理温度对酶活稳定性的影响  44-45
    4.2.3 DSC 测定蛋白质变性温度  45-46
  4.3 酶的最适pH  46
  4.4 酶的pH 稳定性  46-47
  4.5 低温（4℃）条件下酶溶液的酶活变化  47-48
  4.6 本章小结  48-49
第5章玉米谷氨酰胺转氨酶的应用特性研究  49-57
  5.1 TGase 对不同底物蛋白的交联作用研究  49-54
    5.1.1 两种来源TGase 对酪蛋白的交联作用  49-51
    5.1.2 两种来源TGase 对牛乳乳清蛋白的交联作用  51-52
    5.1.3 两种来源TGase 对大豆分离蛋白的交联作用  52-54
  5.2 两种TGase 对酸奶品质的影响  54-56
    5.2.1 酸奶样品的制备  54
    5.2.2 质构测定  54-56
  5.3 本章小结  56-57
结论  57-58
参考文献  58-63
攻读硕士学位期间发表的论文  63-64
附录  64-67
  附录一 L-谷氨酸-γ-单羟肟酸标准曲线的绘制  64-65
  附录二牛血清白蛋白标准曲线的绘制  65-67
致谢  67

玉米幼苗中谷氨酰胺转氨酶的分离纯化及其性质研究

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