果胶酶包括

果胶酶

果胶酶(Pectina)是世界四大酶制剂之一,是分解果胶质酶类的总称,主要包

括原果胶酶、果胶酯酶、多聚半乳糖醛酸酶和果胶裂解酶四大类。天然来源的果胶

酶广泛存在于动植物和微生物中,但动、植物来源的果胶酶产量低难以大规模提取

制备,微生物则是生产果胶酶的优良生物资源,在微生物中,细菌、放线菌、酵母和

霉菌都能代谢合成果胶酶。果胶酶在当前的生物工程领域中起着非常重要的作用,

不仅可用于食品工业如水果加工及葡萄酒生产等方面,还广泛应用于麻类脱胶、木

材防腐、生物制浆、环境保护、污物软化处理和饲料等行业中。另外,研究表明,果

胶酶降解果胶而得到的果胶分解物对食品有很强的抗菌作用,特别是对大肠杆菌有

显著的抑制增殖作用。2O世纪90年代中期,果胶分解物作为天然防腐剂开发成

功。目前,国外以果胶分解物为主要成分,配合其它天然防腐剂,已广泛应用于酸

菜、成鱼、牛肉饼等食品的防腐。

食品级

1固体发酵法

出发菌株:黑曲霉

培养基原辅料:山渣粉、桔皮粉、甜菜丝粉、谷壳、麸皮、(NH4)2SO4等工艺

流程:

培养料拌料

↓

斜面接种灭菌

↓↓

麸皮菌种→接种曲盘发酵培养

↓

出曲浸提

↓

离心甩滤→去渣

↓

脱色

↓

超滤浓缩

↓

填充剂→喷雾干燥

↓

成品包装

补充:在果胶酶提取时,以8倍量1%NaCl溶液,30℃浸提1h为提取的最适条件,

在45℃真空度96kPa条件下浓缩其回收率在90%以上。

2液体发酵法

液体发酵生产时,将原料送入发酵罐内发酵,同时接入

果胶酶菌种。发酵过程中,需要从发酵罐底部通入无菌空气对物料进行气流搅

拌,发酵完后的物料经过处理可得到果胶酶产品。

工艺流程:

空气→过滤

↓

原料→发酵罐→浸泡→粗滤→超滤提取→成品

↑

种子→摇瓶(床)

补充:液体发酵法生产果胶酶,原料利用率高,生产条

件易控制、产量高、劳动强度小、产品质量稳定,但动力消耗大,设备要求

高。液体深层发酵的方法具有培养条件容易控制,不易染菌,生产效率高等特点。因

此,目前此方法是大规模生产的可行方法。

工业级

(1)果胶酶高产菌株的选育:产果胶酶的菌种一般可以从腐烂的果蔬或果园泥

土中分离,并通过利用果胶作为唯一碳源的培养基筛选出来。野生菌株的酶活力往

往很低,必须对其进行诱变育种,以期得到酶活较高的菌株。

我国学者对果胶酶菌种选育的研究始于上世纪8O年代,有关报道集中在曲霉

属。在诱变育种方法方面,国内外大多采用紫外线、亚硝基胍、C060亚硝酸等理化

诱变。

进入2l世纪以来产果胶酶菌种的选育得到了更大的发展。郭爱莲等人对野生

菌株应用紫外线、硫酸二乙酯、亚硝基胍和紫外线复合诱变及氦氖激光等多次反复

诱变,诱变后菌株酶活比原始菌株提高了近3.1倍。

另外,He—Ne激光诱变是一种高效的诱变育种新技术,具有能量密度高、靶点

小、单色性和方向性好、诱变当代即可出现遗传性突变等特点,因此在果胶酶产生

菌的育种中得到广泛的应用。

在众多诱变方法中,离子注入技术作为一种特殊的物理化学复合诱变方法已趋

成熟,我国诸多单位相继开展了这方面的研究工作,并成功地应用于果胶酶产生菌的

诱变育种,取得了可观的经济效益。

(2)应用:

1.果胶酶能提高果蔬汁的出汁率

2.果胶酶能提高超滤时的膜通量

3.果胶酶的应用能使果蔬饮料澄清

4.果胶酶能改善浓缩果汁品质

5.果胶酶的应用能改善果蔬饮料的营养成分

6.果胶酶还可用于果实脱皮——脱除及净化果皮

比较

1.工业级酶的繁殖速度快,生产周期短,酶的产量大,培养简便。

2.食品级酶基因易操纵,优质种易得,技术水平也成熟得多。

3.食品级酶菌种易诱变,代谢易调控。

参考资料

【1】《黑曲霉发酵生产果胶酶的研究》陈哲超、谢必峰、林宇野、陈松生、

吴松刚(微生物工程所)

【2】《酿造工业用果胶酶、纤维素酶生产菌的选育研究》谷海先、王建(江

南大学生物工程学院,江苏无锡214036)

【3】《微生物发酵生产果胶酶的研究概述》疏秀林、施庆珊、欧阳友生、陈

仪本(广东省微生物研究所广东省菌种保藏与应用重点实验室广东省微生物应新技

术公共实验室广东广州510070)

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