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原果胶酶(Protopectinase)是可以催化原果胶有限水解的一类酶。在一定的条件下,一些微生物生长可以产生原果胶酶,它是一种具有广泛应用前景的工业酶类。利用原果胶酶生产果胶,可以有效地避免酸法生产中的不足,得到高质量的果胶,提高农产品的附加值。迄今为止,国内尚无关于原果胶酶方面的研究报导,本论文对于原果胶酶作了以下四个方面的研究:(1)原果胶酶产酶菌株的筛选;(2)液体发酵营养条件的优化研究;(3)酶的分离纯化与酶学性质的研究;(4)原果胶酶的应用研究。研究结果如下: (1)对从不同样品中分离得到的137株菌株进行摇瓶试验,得到一株产原果胶酶活性较高的菌株,将其命名为XZ-131。在豆粕粉培养基中,该菌株的原果胶酶活性为126.4U/mL,聚半乳糖醛酸酶(Polygalacturonase)活性为36.8U/mL,Q值为3.43。对其液态发酵过程测定的结果表明,该菌株的产酶类型为同步合成型。 (2)研究了碳源、氮源、金属离子及表面活性剂等对菌株XZ-131产原果胶酶的影响。果胶物质是该菌株产生原果胶酶所必需的诱导物。以(NH4)2SO4和(NH4)2HPO4作为氮源时,产酶较高,达到300 U/mL。钙离子及Tween-20均能促进该酶的产生。通过正交试验优化得出该菌株产酶的最佳培养基配方为:桔皮粉 1g,(NH4)2SO4,2g,CaCl20.015g,Tween-20 0.2mL,KH2PO4 3.8g,K2HPO4·3H2O 0.2g,水 100mL,pH 6.0。 (3)发酵液经硫酸铵分级盐析、Sephadex G-100凝胶过滤、DE52离子交换层析将原果胶酶得到了纯化。酶的最适反应温度为40℃,酶对热不稳定,在60℃保温1小时,酶活丧失了90%。酶的最适反应pH为6.0,酶在pH 4-7条件下比较稳定。各种金属离子对酶活性作用的结果表明,Cu2+和Ca2+对酶活性有抑制作用。SDS-PAGE电泳的结果表明,该酶的分子量为14,600。对酶作用机理的研究结果表明该酶为A型原果胶酶。 (4)研究了不同条件对原果胶酶生产果胶的影响。结果表明,最适作用时间为5小时,液料比为1:2,最佳作用pH为3.0,最适反应温度为25℃。原果胶提取率为35.7%。