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果胶酶高产菌株筛选发酵条件优化以及酶学性质的研究

作　者: 王媛
导　师: 韩舜愈
学　校: 甘肃农业大学
专　业: 食品科学
关键词: 高产果胶酶菌株 筛选 发酵条件优化 酶学性质 应用
分类号: TS255.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


果胶酶（Pectinase）是一类可以催化果胶有限水解的酶。本研究以腐烂的水果（苹果、梨、大枣）为试验材料,通过平板分离法筛选高产果胶酶菌株,利用单因素试验和正交试验对筛选出的菌株发酵条件进行优化,采用正交旋转组合设计试验对其所产果胶酶的酶学性质进行了研究,并与市售两种果胶酶Pectinex XXL、Pectinex 5XL进行苹果汁澄清效果的比较。研究结果如下:通过平板分离法筛选得到来自腐烂大枣的果胶酶高产菌株,经由分子鉴定为蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus。由单因素试验及正交试验得出菌株的最适发酵条件为:葡萄糖添加量1%,蛋白胨0.5%,吐温-60添加量0.3%,发酵培养基初始pH值4.5,发酵温度40℃。根据理论计算,在此发酵条件下菌株的产酶能力应达到10758u/mL。通过验证试验,得到其产酶能力为10692u/mL,两者相差不大。同时,发酵温度对菌株的产酶能力影响极显著,发酵培养基氮源及初始pH值对菌株产酶影响显著,而碳源和表面活性剂对菌株的产酶能力影响不显著。菌株复筛时的产酶能力为9632.5u/mL,经过发酵条件优化后的产酶能力为10692u/mL,提高了1059.5 u/mL。试验筛选菌株所产果胶酶的最适作用pH值为4.0,其pH稳定性在酸性范围内,最适温度为45℃,温度稳定性在中温范围内,即为酸性中温果胶酶。此外,K+、Ca2+、Mg2+、Cu2+对该果胶酶有激活作用,其中Ca2+的激活作用尤为明显;而Ag+、Fe2+对果胶酶的活性有明显的抑制作用。建立果胶酶酶活与pH （X1）、温度（X2）、金属离子浓度（X3）三因子的数学回归模型: Y=117710.4+13770.4X1+15053.8X2+5604.03X3-5397.5X1X2+11580.1X1X3-12813.5X2X3+18871.5X12+114.0X22+17671.1X32通过与市售两种果胶酶Pectinex XXL、Pectinex 5XL进行苹果汁澄清效果的比较,试验筛选菌株所产果胶酶的最佳作用条件为:添加量1.4μL/mL、pH值4.0、酶解温度40℃、酶解时间80min。在此条件下处理后的苹果汁透光率达到91.2%。而经过市售成品果胶酶Pectinex XXL、Pectinex 5XL酶解澄清后的苹果汁透光率分别达到86.6%、89.2%。因此,试验所得果胶酶具有良好的应用效果。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
缩略词表  6-10
第一章 文献综述  10-21
  1 果胶酶  10-12
    1.1 果胶质  10
    1.2 果胶酶的分类及作用机理  10-12
      1.2.1 PG  11
      1.2.2 PGL  11-12
      1.2.3 PMGL  12
      1.2.4 PE  12
  2 果胶酶产生菌  12-15
  3 果胶酶的分离纯化和酶学性质的研究  15-18
    3.1 果胶酶的分离纯化  15-17
    3.2 果胶酶酶学性质的研究  17-18
      3.2.1 透明圈法  17
      3.2.2 果胶酯酶测定方法  17
      3.2.3 还原糖测定法  17
      3.2.4 电泳转移胶膜法  17-18
      3.2.5 果胶裂解酶活性分析法  18
  4 果胶酶的应用  18-21
    4.1 果汁果酒的澄清  18
    4.2 果蔬汁的提取  18-19
    4.3 水果和蔬菜的浸解、液化，生产单细胞果汁和菜汁  19
    4.4 果实脱皮  19
    4.5 木材防腐  19-20
    4.6 麻类脱胶  20
    4.7 棉织物精炼加工  20-21
第二章 果胶酶高产菌株筛选培养基优化以及酶学性质的研究  21-52
  前言  21-22
  1 材料与方法  22-29
    1.1 材料与仪器设备  22
      1.1.1 试验材料  22
      1.1.2 培养基  22
      1.1.3 主要试剂  22
      1.1.4 仪器设备  22
    1.2 方法  22-29
      1.2.1 菌种分离  22-25
      1.2.3 酶学性质的研究  25-27
      1.2.4 果汁澄清试验  27-29
  2 结果与分析  29-48
    2.1 菌种分离筛选  29-33
      2.1.1 初筛结果  29
      2.1.2 复筛结果  29-30
      2.1.3 菌种形态观察  30
      2.1.4 分子鉴定  30-33
    2.2 菌种发酵条件优化结果  33-38
      2.2.1 单因素试验结果  33-36
      2.2.2 正交试验及验证试验结果  36-37
      2.2.3 试验因子间交互作用分析  37-38
    2.3 酶学性质的研究  38-43
      2.3.1 果胶酶粗酶液的酶学性质测定  38-43
    2.4 果胶酶的应用研究  43-48
      2.4.1 苹果汁澄清的单因素试验  43-46
        2.4.1.1 果胶酶添加量对苹果汁澄清效果的影响  43
        2.4.1.2 温度对苹果汁澄清效果的影响  43-44
        2.4.1.3 pH 值对苹果汁澄清效果的影响  44-45
        2.4.1.4 酶解时间对苹果汁澄清效果的影响  45-46
      2.4.2 苹果汁澄清的正交试验结果分析  46-48
  3 讨论  48-50
    3.1 果胶酶高产菌株的筛选  48-49
    3.2 菌株发酵条件的优化  49
    3.3 菌株所产果胶酶酶学特性  49-50
  4 结论  50-52
参考文献  52-57
致谢  57-58
个人简介  58-59
导师简介  59-64

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 食品工业 > 水果、蔬菜、坚果加工工业 > 基础科学
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