果胶酶的陈述及其应用.ppt

果胶酶的陈述及其应用,目录,果胶酶,果胶酶（Pectinases）是指分解果胶物质的多种酶的总称，在食品加工、饲料加工、造纸、环境保护、诱导植物抗病等方面都有很大的应用价值。果胶酶可源于动物、植物和微生物。,果胶酶的分布、生产,果胶酶广泛存在于植物、动物和微生物中, 但动植物天然来源的果胶酶产量低且提取困难, 不能满足生产和实验的需要, 而微生物因具有生长速度快、生长条件简单、代谢过程特殊和分布广等特点而成为果胶酶的重要来源。许多霉菌及少量细菌、酵母菌都可产生果胶酶,但主要以曲霉和杆菌为主。由于真菌中的黑曲霉(Aspergillus niger) 属于公认安全级( GRAS, GeneralRegarded As Safe), 且其代谢产物也是安全的因此目前市售的食品级果胶酶主要来源于黑曲霉, 其最适pH值一般在酸性范围, 一些源于细菌杆菌属的碱性果胶酶日益受到重视, 随着分子生物学技术的不断提高, 也可利用基因克隆技术实现果胶酶在其它微生物宿主中的表达。商业果胶酶制剂是由聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶裂解酶( PL) 、果胶酯酶(PE)等构成的多种酶的混合物, 其中各组分的功能与作用机理各不相同。,果胶酶的分类,通常情况下, 可根据以下标准对果胶酶进行分类: 1) 果胶、果胶酸、原果胶是否为其优先底物; 2) 底物是被反式消去作用还是水解; 3) 切割方式是随意的( 内切酶) 还是发生在末端方向的( 外切酶) 。 根据以上分类标准, 果胶酶一般可分为以下三大类: 果胶酯酶 随机切割甲酯化果胶分子中的甲氧基, 产生甲醇和游离羧基。,果胶酶的分类,解聚酶 一类解聚酶专一水解底物的糖苷键, 称为水解酶, 可分为: 1) 聚甲基半乳糖醛酸酶:可分为内切酶与外切酶。 2) 聚半乳糖醛酸酶: 也可分为内切酶与外切酶。 另一类解聚酶则通过反式消去作用切割底物的A- 1, 4-糖苷键, 降解产物带有还原基团和双键, 双键位于产物非还原末端C4、C5 之间, 并在235nm 处产生最大紫外吸收。称为裂解酶, 可分为: 1) 聚甲基半乳糖醛酸裂解酶: 俗称果胶裂解酶, 可分为内切酶与外切酶。 2) 聚半乳糖醛酸裂解酶: 又称果胶酸裂解酶( PL) , 也可分为内切酶与外酶。,果胶酶的分类,原果胶酶 原果胶酶将原果胶分解为水溶性的高聚合度果胶。可分为: 1) A- 型原果胶酶: 作用于原果胶内部区域的聚半乳糖醛酸部位。 2) B- 型原果胶酶: 作用于与聚半乳糖醛酸链和细胞壁组份( 如纤维素等) 相连的多糖链。,果胶酶的应用,果胶酶在食品工业主要应用于果汁制造和果酒酿造。在工艺过程中, 添加果胶酶助剂能够提高出汁率, 加速果汁澄清, 降低成本。同时, 由于果胶酶降解果胶质, 产品更易于吸收和贮存。果胶酶还用于橘子脱囊衣和麻料脱胶、提高木材防腐剂的作用、治疗胃石及单细胞食品制备等领域。,果胶酶的应用,改善果蔬感官品质 在食品中灌注酶类可以改善食品的组织性状、风味和其他感官品质。真空灌注果胶酶有助于柑橘类水果剥皮,并已用于商业化生产, 如英国、美国、日本和南非许多公司已经用该技术来生产无皮柑橘和色拉。灌注果胶酶和B- 葡萄糖苷酶还能提高一些果蔬的芳香性和挥发特性。所以, 利用果胶酶灌注技术来改善果蔬和其他食品的感官品质, 在食品生物技术中有巨大的应用前景。,果胶酶的应用,作为天然食品防腐剂 日本科学家在研究中发现, 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。20 世纪90 年代中期, 日本一家公司将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、咸鱼、牛肉饼等食品的防腐。,果胶酶的应用,诱导植物抗病 果胶酶及其降解产物果胶寡糖片段具有激发植物防御反应的能力, 其中包括诱导植保素的产生、对蛋白酶抑制子的诱导、乙烯的生成以及对某些防御相关酶的诱导等,从而增强了植物自身的抗病能力。,果胶酶的应用,单细胞食品的制备 所谓单细胞产品是指将生物组织进行转化而形成的完整的单细胞悬液。这种单细胞内各种营养成分保存完好，表面及内部的张力较小，易稳定存在，而且易被酶类消化。它最初应用于细胞融合技术，随着制备技术的不断完善，这种单细胞产品可用于婴儿、老人及病人食品中，还可作为美容品中的活性成分，用于保湿、抗氧化、抑制黑色素生成等。酶法降解植物细胞间质中的果胶物质产生完整的单细胞悬液的过程称为浸解作用，在浸解过程中，一方面设法使内源性果胶酯酶灭活，避免细胞软化；另一方面，用外源果胶酶适度降解胞外果胶及其它成分，避免胞内物质泄漏，降低品质。,果胶酶的应用,在果胶类多糖结构分析中的应用 果胶类多糖的结构分析主要采用化学方法和酶法。化学方法对糖分子结构破坏较严重, 酶法则相对比较温和, 结果更可靠。用酶法将果胶类多糖降解, 产生不同的寡糖片段, 进而将这些寡糖片段通过HPLC 色谱、GC 色谱并结合质谱和多维NMR 技术进行指纹识别, 从而对果胶类多糖的精细结构进行深入的描述和论证, 是进行果胶类多糖结构鉴定的最为有效的手段。,果胶酶的应用,其它 果胶酶对植物材料有很好的浸解作用, 可以利用它来提取植物中的有用物质。如从柑桔皮中提取香油和类胡萝卜素; 从棕榈叶、橄榄叶中提取香精油; 从果皮和果渣中提取使饮料形成雾样浑浊的物质等。目前, 随着生物技术的发展, 果胶酶在棉纺织业、咖啡和茶的发酵、饲料加工、造纸、环境保护及名贵中草药浸提等领域都有应用。,前景,随着经济的发展, 人们生活水平的提高, 健康、环境、资源和能源越来越受到人们的重视, 现代分子生物学和酶工程在现代生活中的作用