摘要
中国作为全世界最大的枣生产国，占有90％以上的枣销售市场，而粗制枣产品每吨售价仅2000～3000元。红枣含有丰富的营养及保健价值，其深加工产品红枣浓缩汁含糖量可达65％～70％Brix，可常温贮藏及远距离运输，每吨红枣售价可增加6000元左右，有效延长了红枣产业链和增加其附加值。红枣富含果胶，在红枣浓缩汁生产中易发生超滤困难、膜更换频繁等现象，虽然添加果胶酶制剂可加以改善，但使用的高活性果胶酶是进口的且针对加工浓缩柑橘汁和苹果汁使用的，对红枣汁的作用效果不佳。 为解决红枣浓缩汁超滤困难的生产问题，本研究对前期筛选的果胶酶产生菌—白地霉进行了以红枣果胶为唯一碳源的产果胶酶发酵工艺优化，并对所产果胶酶进行了分离纯化，研究了其酶学性质，为工业化生产和应用提供了理论依据。主要研究内容和结果如下: 1.研究确定了适宜的白地霉发酵产果胶酶条件，产酶量最高可达7526.77U/mL，可以较好的应用于红枣浓缩汁的生产。采用超声辅助酸提醇沉法提取红枣果胶，总半乳糖醛酸含量为78.49％。经响应面优化试验得到白地霉发酵产果胶酶的适宜培养基组成为(g/100mL):红枣果胶0.9，(NH4)2SO42，KH2PO43.8，K2HPO4·3H2O0.2，MgSO4·7H2O0.5，无水CaCl20.05，pH5.5;121℃灭菌20min。培养条件为:接种量7％(v/v)，装液量16％(v/v)，29.0℃培养3.5d，产酶量最高可达7526.77U/mL。 2.发酵上清液经层析处理得到了电泳纯的果胶酶制剂，总酶活有所损失，比酶活得到了提高，电泳检测其分子质量为59.62KD。发酵上清液经90％饱和度硫酸铵盐析、Sephadex G-75凝胶过滤层析、DEAE-SephadexA-50阴离子交换层析三步纯化，比活力达到8036.34U/mg，纯化倍数为3.12，回收率为37.22％，上SDS-PAGE分析显示为单一条带，经计算其分子量为59.62KD。 3.研究了果胶酶的酶学性质，确定了其最适的反应条件，为处理红枣浆超滤困难的现象提供了试验依据。最适的酶促反应温度为50℃，反应pH为6。在低于50℃保温2h酶活剩余80％以上，60℃保温1h酶活损失60％;pH稳定范围较窄，在pH5～7范围内稳定性较好;Ca2+、Mg2+、K+对果胶酶有激活效应，尤以Ca2+(180.29％)最为突出，Mn2+、Ag+、Fe3+对果胶酶有抑制作用，其中Ag+(44.52％)抑制效果显著。通过Lineweave-Burk作图法得到Km=8.75(mg/mL)，Vmax=60.24(μg·min-1mL-1)，表明果胶酶对底物具有较强的亲和力。 4.研究了果胶酶对红枣浆液化效果的影响，确定了各因素适宜的处理条件，优化后红枣浆的出汁率和透光率均提高了近二十个百分点，促进了红枣浓缩汁的生产。在确定酶解温度、酶解时间、果胶酶添加量对红枣浆液化效果影响的基础上，采用响应面法进行优化，建立了三元二次回归模型，通过综合平衡法确定了适宜的工艺参数:酶解温度52℃，酶解时间112min，果胶酶添加量25mg/100g，此时出汁率为82.96％，透光率为75.87％，与未加果胶酶的红枣浆相比均提高了近二十个百分点，定性检测果胶呈阴性反应，Brix可达21％。 本试验对果胶酶的产生、纯化及酶学性质做了基础性研究，紧密结合实际生产，一定程度上为解决红枣浓缩汁超滤困难的现象、提高企业经济效益提供了理论指导。
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