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扩展青霉YL-9利用苹果渣发酵产果胶酶的研究

作　者: 吕丽娟
导　师: 樊明涛
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 食品科学
关键词: 果胶酶扩展青霉苹果渣分离纯化果汁澄清
分类号: TQ925.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本研究以实验室筛选保存的扩展青霉YL-9为目标菌株,采用二次旋转正交试验对目标菌株利用苹果渣的发酵产酶条件进行了优化;采用（NH₄）₂SO₄盐析、蛋白纯化系统（CM弱阴离子交换柱层析、Sephadex G-75凝胶柱过滤）等手段对该果胶酶进行了分离纯化,获得了电泳纯的果胶酶;对粗品果胶酶的酶学性质进行了研究;测定了该酶在苹果汁澄清方面的具体应用参数。取得以下研究成果:1、扩展青霉YL-9利用同源的苹果渣发酵生产果胶酶,优化的培养发酵条件为:麸皮8.15%,苹果渣16.5%,（NH₄）₂SO₄ 0.86%,MnSO₄ 0.3%,KCl 0.15%,吐温0.04%,加水量74.0%;培养温度28℃,自然pH,装样量10g/250mL,接种量2×10⁶个孢子/g干基,培养时间96h。采用最佳培养基配方以及优化的发酵条件,酶活力可达3621.04 （U/g干曲）。2、通过硫酸铵分级盐析试验可知,使酶蛋白沉淀最充分的硫酸铵饱和度为80%;经过硫酸铵盐析、蛋白质纯化层析系统（CM弱阴离子交换柱层析以及SepHadex G-75凝胶过滤柱层析）等纯化步骤后,果胶酶纯化倍数达到15.03,酶的终收率达到17.48%。精制酶样品经SDS-PAGE电泳检验为一条带,说明所产聚半乳糖醛酸酶为单一酶组分,经纯化后其纯度达到电泳纯。通过参照蛋白Marker,可得出目标酶的相对分子质量大约为30KDa。3、通过对目标果胶酶酶学性质的研究,得出该酶作用的最适作用温度在40-60℃范围内,保存在4-30℃的温度范围内,目标酶保持相对稳定;该果胶酶的反应pH值范围为pH 3.0-5.0,适合应用于果汁生产;在pH3.0-7.0范围内活力相对稳定;金属离子对果胶酶活性影响显著,对果胶酶活力具有促进作用的金属离子有Mn²⁺、Mg²⁺和Cu²⁺,,当酶反应体系缓冲液中的Mn²⁺为1.5mmol/L、Mg²⁺为1.0mmol/L、Cu²⁺为1.0mmol/L时,其活力分别提高了84.46%、13.47%、32.67%;K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Fe²⁺和Zn²⁺对果胶酶活力的影响不太明显;Al³⁺对果胶酶活力有明显抑制作用。通过Lineweave-Burk双倒数作图求出该果胶酶的Km值为12.048g/L。4、将粗品果胶酶用于苹果汁澄清的单因素试验,得出酶的适用量为0.3-0.5 mL/kg、苹果汁pH 2.5-5.0、处理温度为30-55℃、处理时间在30min以上。在此基础上,对粗品果胶酶用于苹果汁澄清处理的参数进行了四因素三水平的正交试验,得出其最适处理参数为:果汁pH 4.0,果胶酶粗品用量0.5 mL/kg,处理时间60 min,处理温度50℃。由于苹果汁的自然pH通常在3.2-4.5范围内,在该果胶酶的pH处理范围之内,为了不影响果汁质量,可以保持果汁自然的pH环境。

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