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1、果膠酶的研究及其應用LOGO前言果膠酶（Pectinases）是指分解果膠物質的多種酶的總稱，在食品加工、飼料加工、造紙、環(huán)境保護、誘導植物抗病等方面都有很大的應用價值。果膠酶可源于動物、植物和微生物。由于動、植物及天然來源的果膠酶產(chǎn)量低且提取困難，不能滿足生產(chǎn)的需要；而微生物因生長速度快，生長條件簡單，代謝過程特殊和分布廣因而成為果膠酶的重要來源。隨著果膠酶用量的增加及發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)外學者對微生物果膠酶進行了深入地研究，并已有多種微生物來源的果膠酶商品酶制劑出售。本文主要從以下幾方面概述了果膠酶近年來的研
2、究進展及其在果蔬、紡織、造紙加工業(yè)中的應用概況。Contents果膠酶1果膠酶的應用2展望341果膠酶1.1果膠酶的分布許多霉菌及少量的細菌和酵母菌都可產(chǎn)生果膠酶，主要以曲霉和桿菌為主，新近報道的其它菌有青霉如意大利青霉、擴展青霉等，白絹菌、立枯絲核菌、微小毛霉、高大毛霉、熱解糖梭菌、匐枝根霉、出芽短梗霉、粗糙鏈孢霉、嗜熱側孢霉等。由于真菌中的黑曲霉屬于公認安全級，其代謝產(chǎn)物是安全的。因此目前市售的食品級果膠酶主要來源于黑曲霉，最適pH值一般在酸性范圍。近年來，一些來源于細菌桿菌屬的堿性果膠酶日益受到重視如浸麻芽
3、孢桿菌等。隨著分子生物學技術的不斷提高，也可利用基因克隆技術實現(xiàn)果膠酶在其它微生物宿主的表達。1果膠酶1.2果膠酶類型通常情況下。可根據(jù)以下標準對果膠酶進行分類：1）果膠、果膠酸、原果膠是否為其優(yōu)先底物；2）底物是被反式消去作用還是水解；3）切割方式是隨意的（內(nèi)切酶）還是發(fā)生在末端方向的（外切酶）。根據(jù)以上分類標準，果膠酶一般可分為以下三大類。1.2.1果膠酯酶（Pectinesterase,PE）隨機切割甲酯化果膠分子中的甲氧基，產(chǎn)生甲醇和游離羧基。1.2.2解聚酶（Depolymerizingenzymes）
4、水解酶專一水解底物的糖苷鍵,可分為：（1）聚甲基半乳糖醛酸酶（Polymethylgalacturonase,PMG）；可分為內(nèi)切酶（endo-PMG）與外切酶（exo-PMG）。（2）聚半乳糖醛酸酶（Polygalacturonase,PG）；也可分為內(nèi)切酶（endo-PG）與外切酶（exo-PG）。另一類解聚酶則通過反式消去作用切割底物的α-1,4-糖苷鍵,降解產(chǎn)物帶有還原基團和雙鍵，雙鍵位于產(chǎn)物非還原末端C4、C5之間，并在235nm處產(chǎn)生最大紫外吸收。此類酶稱為裂解酶，可分為（1）聚甲基半乳糖醛酸裂解酶（
5、Polymethylgalac-turonatelyase，PMGL）：俗稱果膠裂解酶（PNL），可分為內(nèi)切酶（endo-PMGL）與外切酶（exo-PMGL）；（2）聚半乳糖醛酸裂解酶（Polygalacturonatelyase，PGL）：又稱果膠酸裂解酶（PL），也可分為內(nèi)切酶（endo-PGL）與外切酶（exo-PGL）。1.2.3原果膠酶（Protopectinase,PPase）原果膠酶是一種可以催化原果膠水解的胞外酶類，可將原果膠分解為水溶性的高聚合度果膠。根據(jù)其作用方式可分為（1）A-型原果膠酶（
6、A-PPase）；作用于原果膠內(nèi)部區(qū)域的聚半乳糖醛酸部位；（2）B-型原果膠酶（B-PPase）：作用于與聚半乳糖醛酸鏈和細胞壁組份（如纖維素等）相連的多糖鏈。1978年，日本學者Sakai等從酵母中發(fā)現(xiàn)了具有釋放高聚合果膠能力的原果膠酶產(chǎn)生菌株。20多年來，他們對各種微生物原果膠酶的酶學性質，作用機理及工業(yè)應用等方面做了大量的研究。現(xiàn)已從細菌，酵母和霉菌中篩選出產(chǎn)該酶的菌株。2果膠酶的應用2.1利用果膠酶瓦解植物細胞的細胞壁2.1.1果膠酶澄清作用果膠酶是能分解果膠質的多種酶的總稱，包括果膠聚半乳糖醛酸酶、聚甲
7、基半乳糖醛酸酶、果膠甲酯水解酶、原果膠酶。果膠酶作用于果膠中D-半乳糖醛酸殘基之間的糖苷鍵，可以打破果膠分子，軟化果肉組織中的果膠質，使高分子的半乳糖醛酸降解為半乳糖醛酸和果膠酸小分子物質，并且果膠的多糖鏈也被降解，果膠分子的這種連續(xù)降解使果酒的黏性下降，原來存在果酒中的固形物失去依托而沉降下來，增強澄清效果，提高和加快了果酒的可濾性和過濾速度。因此果膠酶是應用于果酒生產(chǎn)的重要酶制劑之一，它被廣泛用于果酒的澄清。2果膠酶的應用蘆薈汁在加工過程中極易產(chǎn)生渾濁與變色現(xiàn)象。因此，其穩(wěn)定化工藝是蘆薈深加工的關鍵。新鮮的蘆
8、薈凝膠是一種高黏度的汁液，須經(jīng)過適當?shù)奶幚聿拍苓M行穩(wěn)定化的后續(xù)工藝。導致蘆薈凝膠汁粘度高的果膠分子，是引起蘆薈汁渾濁的原因之一。蘆薈汁穩(wěn)定化工藝的關鍵技術之一是澄清工藝。采用果膠酶處理蘆薈汁．其原理是利用果膠酶水解蘆薈汁中能夠引起渾濁的果膠物質。使蘆薈汁變得清澈透亮。2果膠酶的應用2.1.2天然產(chǎn)物的提取果膠物質的存在不同程度的影響或阻礙著天然產(chǎn)物的釋放。在適宜條件下，植
