果胶酶的研究及其应用.ppt

果胶酶的研究及其应用 LOGO 前言 果胶酶（Pectinases）是指分解果胶物质的多种酶的总称，在食品加工、饲料加工、造纸、环境保护、诱导植物抗病等方面都有很大的应用价值。果胶酶可源于动物、植物和微生物。由于动、植物及天然来源的果胶酶产量低且提取困难，不能满足生产的需要；而微生物因生长速度快，生长条件简单，代谢过程特殊和分布广因而成为果胶酶的重要来源。随着果胶酶用量的增加及发酵工业的发展，国内外学者对微生物果胶酶进行了深入地研究，并已有多种微生物来源的果胶酶商品酶制剂出售。本文主要从以下几方面概述了果胶酶近年来的研究进展及其在果蔬、纺织、造纸加工业中的应用概况。 Contents 果胶酶 1 果胶酶的应用 2 展望 3 4 1 果胶酶 1.1 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，新近报道的其它菌有青霉如意大利青霉、扩展青霉等，白绢菌、立枯丝核菌、微小毛霉、高大毛霉、热解糖梭菌、匐枝根霉、出芽短梗霉、粗糙链孢霉、嗜热侧孢霉等。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。近年来，一些来源于细菌杆菌属的碱性果胶酶日益受到重视如浸麻芽孢杆菌等。随着分子生物学技术的不断提高，也可利用基因克隆技术实现果胶酶在其它微生物宿主的表达。 1 果胶酶 1.2 果胶酶类型 通常情况下。可根据以下标准对果胶酶进行分类：1）果胶、果胶酸、原果胶是否为其优先底物；2）底物是被反式消去作用还是水解；3）切割方式是随意的（内切酶）还是发生在末端方向的（外切酶）。根据以上分类标准，果胶酶一般可分为以下三大类。 1.2.1 果胶酯酶（Pectinesterase,PE）随机切割甲酯化果胶分子中的甲氧基，产生甲醇和游离羧基。 1.2.2 解聚酶（Depolymerizingenzymes）水解酶专一水解底物的糖苷键,可分为：（1）聚甲基半乳糖醛酸酶（Polymethylgalacturonase,PMG）；可分为内切酶（endo-PMG）与外切酶（exo-PMG）。（2）聚半乳糖醛酸酶（Polygalacturonase,PG）；也可分为内切酶（endo-PG）与外切酶（exo-PG）。另一类解聚酶则通过反式消去作用切割底物的α -1,4- 糖苷键,降解产物带有还原基团和双键，双键位于产物非还原末端C4、C5 之间，并在235nm处产生最大紫外吸收。此类酶称为裂解酶，可分为（1）聚甲基半乳糖醛酸裂解酶（Polymethylgalac-turonatelyase，PMGL）：俗称果胶裂解酶（PNL），可分为内切酶（endo-PMGL）与外切酶（exo-PMGL）；（2）聚半乳糖醛酸裂解酶（Polygalacturonatelyase，PGL）：又称果胶酸裂解酶（PL），也可分为内切酶（endo-PGL）与外切酶（exo-PGL）。 1.2.3 原果胶酶（Protopectinase, PPase）原果胶酶是一种可以催化原果胶水解的胞外酶类，可将原果胶分解为水溶性的高聚合度果胶。根据其作用方式可分为（1）A- 型原果胶酶（A-PPase）；作用于原果胶内部区域的聚半乳糖醛酸部位；（2）B- 型原果胶酶（B-PPase）：作用于与聚半乳糖醛酸链和细胞壁组份（如纤维素等）相连的多糖链。1978 年，日本学者Sakai 等从酵母中发现了具有释放高聚合果胶能力的原果胶酶产生菌株。20多年来，他们对各种微生物原果胶酶的酶学性质，作用机理及工业应用等方面做了大量的研究。现已从细菌，酵母和霉菌中筛选出产该酶的菌株。 2 果胶酶的应用 2.1 利用果胶酶瓦解植物细胞的细胞壁 2.1.1 果胶酶澄清作用 果胶酶是能分解果胶质的多种酶的总称，包括果胶聚半乳糖醛酸酶、聚甲基半乳糖醛酸酶、果胶甲酯水解酶、原果胶酶。果胶酶作用于果胶中D-半乳糖醛酸残基之间的糖苷键，可以打破果胶分子，软化果肉组织中的果胶质，使高分子的半乳糖醛酸降解为半乳糖醛酸和果胶酸小分子物质，并且果胶的多糖链也被降解，果胶分子的这种连续降解使果酒的黏性下降，原来存在果酒中的固形物失去依托而沉降下来，增强澄清效果，提高和加快了果酒的可滤性和过滤速度。因此果胶酶是应用于果酒生产的重要酶制剂之一，它被广泛用于果酒的澄清。 2 果胶酶的应用 芦荟汁在加工过程中极易产生浑浊与变色现象。因此，其稳定化工艺是芦荟深加工的关键。新鲜的芦荟凝胶是一种高黏度的汁液，须经过适当的处理才能进行稳定化的后续工艺。导致芦荟凝胶汁粘度高的果胶分子，是引起芦荟汁浑浊的原因之一。芦荟汁稳定化工艺的关键技术之一是澄清工艺。采用果胶酶处理芦荟汁．其原理是利用果胶酶水解芦荟汁中能够引起浑浊的果胶物质。使芦荟汁变得清澈透亮。 2 果胶酶的