腐烂苹果中产果胶酶菌株的分离及产酶条件的优化

论文摘要

本研究以腐烂苹果中分离筛选出的高产果胶酶菌株YL-9为出发菌株,对目标菌株的产酶条件进行了优化;通过（NH4）2SO4盐析、Cellulose DE-52阴离子交换柱层析、Sephadex G-100凝胶柱过滤,分离纯化获得了纯度较高的果胶酶,研究了果胶酶的酶学性质以及在苹果汁澄清方面的应用。取得以下研究结果:（1）本研究从腐烂的苹果中定向分离筛选出一株适合液态发酵法生产果胶酶的菌株YL-9,初步鉴定为扩展青霉。通过正交试验结果可知,扩展青霉YL-9产果胶酶的最佳培养基为:果胶0.7%,NaNO30.1%,MgSO40.02%,FeSO40.001%,KH2PO40.03%,豆粉1.0%,马铃薯20.0%;培养温度28℃,初始pH7.0,装液量50mL/250mL,接种量7%（v/v）,培养时间48h。在此优化发酵条件下,酶活力可达8.52U/mL,比初始酶活力提高了4倍。（2）通过（NH4）2SO4分级盐析试验,可知当（NH4）2SO4饱和度为60%时,酶液得到了初步纯化。采用（NH4）2SO4盐析、Cellulose DE-52阴离子交换柱层析、SepHadex G-100凝胶过滤柱层析等步骤,使果胶酶得到了进一步纯化,纯化倍数和收率分别为10.3和12.2 %。纯化后酶液经SDS-PAGE电泳检验为一条带,目的条带清晰,且无明显杂带,说明所产果胶酶为单一酶组分,纯度达到电泳纯。样品袋白纸迁移距离与标准蛋白样品的相对迁移距离对照,得出其相对分子质量约为73.5KDa。（3）通过温度、pH和金属离子对果胶酶活性的影响试验可知,果胶酶作用的最适温度为50℃,温度在4℃-60℃范围内,酶活力相对稳定,且相对酶活能够保持在50%以上,60℃以后酶活力损失较大。该果胶酶的最适反应pH值为6.0,当pH在5.0-9.0范围内,酶活力相对稳定,且相对酶活能够保持在70%以上。金属离子对果胶酶活性也有一定的影响,其中Ca2+和Li+对果胶酶活力具有明显的促进作用,Ag+、Fe2+、Cu2+对果胶酶活力具有明显的抑制作用。（4）通过果胶酶对苹果汁处理的单因素试验研究表明,果胶酶的用量为0.3-0.7 mL/kg、温度为35℃-60℃、pH 4.0-6.0、处理时间在25min以上,果胶酶对苹果汁澄清处理的效果较好,苹果汁的透光率可达90%以上,且清汁中可溶性固形物含量基本变化不大。在此基础上,采用正交试验,得出果胶酶对苹果汁澄清处理的最适工艺条件为:果胶酶用量0.6 mL/kg、温度45℃、pH5.0、处理时间55min。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 果胶酶概述
• 1.1.1 果胶酶的定义
• 1.1.2 果胶酶的分类
• 1.1.3 果胶酶的作用机理
• 1.1.4 果胶酶的来源与生产
• 1.2 果胶酶的研究现状
• 1.2.1 果胶酶的分子生物学研究
• 1.2.2 果胶酶的分离纯化与酶学特性研究
• 1.3 果胶酶活力的测定方法
• 1.4 果胶酶的应用
• 1.4.1 果胶酶在食品工业中的应用
• 1.4.2 果胶酶在纺织品加工和造纸工业中的应用
• 1.4.3 果胶酶在饲料工业中
• 1.4.4 果胶酶在其它领域的应用
• 1.5 本研究的意义与内容
• 1.5.1 研究目的与意义
• 1.5.2 研究内容
• 1.5.3 研究技术路线
• 第二章 产果胶菌株的筛选与发酵条件优化
• 2.1 材料与设备
• 2.1.1 供试菌株
• 2.1.2 菌种筛选用培养基
• 2.1.3 菌种发酵培养基
• 2.1.4 主要仪器与设备
• 2.2 试验设计与方法
• 2.2.1 菌株筛选
• 2.2.2 聚半乳糖醛酸酶活力的测定
• 2.2.3 DNS 标准曲线的制作
• 2.2.4 发酵培养条件研究
• 2.2.5 菌体生长曲线的测定
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 菌株筛选结果
• 2.3.2 菌株的形态观察及菌种的鉴定
• 2.3.3 发酵培养条件的优化
• 2.3.4 菌株的生长及产酶曲线
• 2.4 本章小结
• 第三章 果胶酶的分离纯化
• 3.1 材料与设备
• 3.1.1 试验菌株
• 3.1.2 培养基
• 3.1.3 主要仪器与设备
• 3.2 试验设计与方法
• 3.2.1 果胶酶粗品的制备
• 3.2.2 果胶酶的分离纯化
• 3.2.3 果胶酶活力测定方法
• 3.2.4 蛋白质浓度的测定
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 果胶酶粗品的制备
• 3.3.2 果胶酶的纯化
• 3.3.3 蛋白质纯度鉴定及分子量测定
• 3.4 本章小结
• 第四章 果胶酶酶学性质的研究
• 4.1 材料与设备
• 4.1.1 试验菌株
• 4.1.2 培养基
• 4.1.3 主要仪器与设备
• 4.2 试验设计与方法
• 4.2.1 温度对果胶酶活性的影响
• 4.2.2 PH 对酶活性的影响
• 4.2.3 金属离子对酶活性的影响
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 温度对酶活性的影响
• 4.3.2 PH 对酶活性的影响
• 4.3.3 金属离子对酶活性的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 扩展青霉果胶酶澄清苹果汁的工艺试验研究
• 5.1 材料与设备
• 5.1.1 试验菌株
• 5.1.2 试验材料
• 5.1.3 培养基
• 5.1.4 主要仪器与设备
• 5.2 试验设计与方法
• 5.2.1 果汁提取工艺
• 5.2.2 测定方法
• 5.2.3 果胶酶处理澄清苹果汁的方法
• 5.2.4 果胶酶澄清苹果汁试验
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 果胶酶用量对苹果汁澄清效果试验
• 5.3.2 果汁的PH 值对苹果汁澄清效果试验
• 5.3.3 果汁的温度对苹果汁澄清效果试验
• 5.3.4 处理时间对苹果汁澄清效果试验
• 5.3.5 果胶酶对苹果汁澄清的多因素正交试验
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论、讨论与创新点
• 6.1 结论
• 6.2 讨论
• 6.3 创新点
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介