果膠酶是指可以分解果膠物質(zhì)的一類酶。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。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、麻類脫膠、棉織物精練加工等領(lǐng)域。目前國內(nèi)外果膠酶主要來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。對于果汁、果酒加工等行業(yè)來說,低溫果膠酶具有降低能耗,減少工藝環(huán)節(jié)等優(yōu)勢。目前,用于果汁加工的專用低溫果膠酶還非常罕見,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,并通過單因素變量對菌種的產(chǎn)酶條件進(jìn)行了初步優(yōu)化,繼而對菌株生產(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)過初篩、復(fù)篩等過程,分離得到一株產(chǎn)低溫果膠酶的菌株,命名為PPY-1。經(jīng)過形態(tài)學(xué)和5.8S rDNA序列比對分析,初步鑒定該菌屬于木拉克酵母。該菌株的最適生長溫度是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... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

果膠的分子結(jié)構(gòu)

有三種主要類別的果膠降解酶：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，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，裂解酶則是通過反式消去作用的方式斷開糖苷鍵[9]。果膠酯酶（pectinesterase，簡稱 PE）是羧酸酯水解酶，只對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。該酶對果膠的去酯化過程是沿底物分子線性進(jìn)行的，這被稱作單鏈機(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)就不會再發(fā)生了，起作用范圍只在 10%以內(nèi)。目前的研究表明，PE（pectinesterase）對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，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（簡稱 endo-PAL）可作用的底物有果膠酸及低甲酯化果膠，同樣對于高酯化度的果膠也顯得無能為力。外切型果膠酸裂解酶（簡稱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，簡稱 PL）主要對于高酯化的果膠起作用的一類酶。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
[1]果膠酶產(chǎn)生菌的篩選鑒定、產(chǎn)酶條件優(yōu)化及酶學(xué)性質(zhì)研究[D]. 盧曉華.湖北工業(yè)大學(xué) 2016
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本文編號：3452347