果膠酶是指可以分解果膠物質(zhì)的一類(lèi)酶。根據(jù)底物特征和催化機(jī)制,果膠酶主要包括:聚半乳糖醛酸酶（PG）、果膠酯酶（PE）和果膠裂解酶（PL）三類(lèi)。果膠酶在很多行業(yè)中發(fā)揮了重要作用,比如果汁、果酒加工,蔬菜汁提取,酒精發(fā)酵、飼料添加、木材防腐、麻類(lèi)脫膠、棉織物精練加工等領(lǐng)域。目前國(guó)內(nèi)外果膠酶主要來(lái)源于絲狀真菌黑曲霉,所產(chǎn)生的果膠酶的最適溫度為40℃左右。對(duì)于果汁、果酒加工等行業(yè)來(lái)說(shuō),低溫果膠酶具有降低能耗,減少工藝環(huán)節(jié)等優(yōu)勢(shì)。目前,用于果汁加工的專(zhuān)用低溫果膠酶還非常罕見(jiàn),相應(yīng)的產(chǎn)酶菌種的研究也較少。本論文進(jìn)行了低溫果膠酶產(chǎn)生菌的篩選鑒定,并通過(guò)單因素變量對(duì)菌種的產(chǎn)酶條件進(jìn)行了初步優(yōu)化,繼而對(duì)菌株生產(chǎn)的粗酶液進(jìn)行了酶學(xué)性質(zhì)表征。從冰凍的葡萄樣品中經(jīng)過(guò)初篩、復(fù)篩等過(guò)程,分離得到一株產(chǎn)低溫果膠酶的菌株,命名為PPY-1。經(jīng)過(guò)形態(tài)學(xué)和5.8S rDNA序列比對(duì)分析,初步鑒定該菌屬于木拉克酵母。該菌株的最適生長(zhǎng)溫度是15℃,最適產(chǎn)酶溫度是15℃,產(chǎn)酶培養(yǎng)基最優(yōu)碳源、氮源分別為葡萄皮和酵母粉,Fe²⁺對(duì)產(chǎn)酶有很大的促進(jìn)作用。在上述發(fā)酵條件下,菌株培養(yǎng)36小時(shí)產(chǎn)酶量達(dá)到5.4U/mL... 

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【部分圖文】：

果膠的分子結(jié)構(gòu)

有三種主要類(lèi)別的果膠降解酶：果膠酯酶，多聚半乳糖醛酸酶和果膠裂解酶[8]。根據(jù)其作用方式的不同可分為酯酶和解聚酶兩大類(lèi)，而后者又可繼續(xù)細(xì)分為水解酶和裂解酶兩種。水解酶是由于水分子的加入而導(dǎo)致糖苷鍵的斷裂，裂解酶則是通過(guò)反式消去作用的方式斷開(kāi)糖苷鍵[9]。果膠酯酶（pectinesterase，簡(jiǎn)稱(chēng) PE）是羧酸酯水解酶，只對(duì)甲基化的果膠才起作用，以隨機(jī)的方式特異性切除甲基，作用方式如圖 1-2 所示。該酶對(duì)果膠的去酯化過(guò)程是沿底物分子線(xiàn)性進(jìn)行的，這被稱(chēng)作單鏈機(jī)制（Single-chainmechanism）[10]。通常情況下，酶的去酯化反應(yīng)受果膠酯化程度的影響較大，10%酯化度是一條分水嶺，大于 10%時(shí)反應(yīng)就不會(huì)再發(fā)生了，起作用范圍只在 10%以?xún)?nèi)。目前的研究表明，PE（pectinesterase）對(duì)果膠溶液粘度影響不大。去酯化的果膠與 Ca2+結(jié)合后，可為聚半乳糖醛酸酶（PG）、果膠裂解酶（PL）等果膠酶作用的發(fā)揮提供保障。人們公認(rèn)安全的黑曲霉其產(chǎn)生的 PE 受到甲醇、單寧以及聚半乳糖醛酸等抑制物的影響較為嚴(yán)重[11]。

圖 1-3 半乳糖醛酸酶的作用方式Fig 1-3 The reaction mode of polygalacturonase圖片來(lái)源于參考文獻(xiàn)[10]裂解酶的作用方式為 β-消除反應(yīng)（β-elimination），由于該反應(yīng)有不飽和雙鍵的生成，所以可在 235nm 處進(jìn)行檢測(cè)，此方法既方便又有效。作用機(jī)理如圖 1-4所示。內(nèi)切型果膠酸裂解酶（簡(jiǎn)稱(chēng) endo-PAL）可作用的底物有果膠酸及低甲酯化果膠，同樣對(duì)于高酯化度的果膠也顯得無(wú)能為力。外切型果膠酸裂解酶（簡(jiǎn)稱(chēng)exo-PAL ）切割果膠的還原末端生成不飽和二聚體。果膠裂解酶（pectinate lyase,EC4.2.2.10，簡(jiǎn)稱(chēng) PL）主要對(duì)于高酯化的果膠起作用的一類(lèi)酶。它將果膠最終分解為寡聚半乳糖醛酸甲酯[13,14]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]Caldicellulosiruptor besciiDSM嗜熱果膠酶系特征及結(jié)構(gòu)域功能研究[D]. 陳彥彥.吉林大學(xué) 2014

碩士論文
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[3]果膠酶高產(chǎn)菌種的篩選及其酶學(xué)性質(zhì)的研究[D]. 張浩森.江南大學(xué) 2008
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