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酸性脲酶可以在酒中分解尿素,将尿素分解为氨和二氧化碳,从而达到降低酒中致癌物质氨基甲酸乙酯的目的。本论文对本实验室的一株产酸性脲酶的菌种进行了发酵:在7L发酵罐中,菌体在前16h增长迅速,酶活在24h达到最大,为1.75U/mL。在25L发酵罐中的发酵情况为:菌体在前16h增长迅速,酶活在22h达到最大,为2.23U/mL。
细胞破碎效果比较:在实验室提取少量酶时,适宜采用超声波破碎;在大规模制备酶时,选择高压破碎进行细胞破碎更优。
固定化酸性脲酶的最适海藻酸钠浓度、氯化钙浓度和壳聚糖浓度分别为2.0g/100mL、5.0 g/100mL.和0.3g/100mL,最适固定化时间为2.5h,戊二醛的合适浓度为0.1%,戊二醛的交联时间为3h,酶的总固定化率为82.3%。
固定化酸性脲酶的最适反应温度为40℃、最适pH为4.0、半衰期为74天、固定化酸性脲酶在25~55℃之间,酶有较好的热稳定性,相对酶活在80%以上、pH稳定范围为3~6.5,游离酸性脲酶的最适反应温度为35℃、最适pH为5.5、半衰期为28天。
固定化酸性脲酶可以重复使用13次,总的尿素去除率达到60%左右。由于渗透及空间位阻的影响,金属离子及有机酸对固定化酸性脲酶的影响作用没有对游离酸性脲酶的影响大。在黄酒酒精浓度范围内,酒精对固定化酶酶活影响不大。
固定化酸性脲酶在连续使用过程中去除黄酒中尿素的效果:150g固定化酸性脲酶可以使4L黄酒中的尿素浓度从34.2mg/L降低至13.6mg/L,平均尿素去除率为60%。黄酒在固定化酸性脲酶中作用后,黄酒中主要的风味物质在含量上基本没有改变。氨基甲酸乙酯的含量有所降低。
按0.05U/mL的添加量向黄酒中加入酸性脲酶的粗酶粉、液体酶、产酸性脲酶的细胞粉,因细胞粉在经过72h后仍然有部分未溶,相比较而言,液体酶和酶粉的尿素去除效果较好,它们在72小时内尿素去除率分别达到了63%和59%。将酸性脲酶分别按0.05U/mL、0.08U/mL和0.12U/mL的添加量加入未煎酒的8L新产黄酒中,在第一天,加酶量高的黄酒中,尿素含量稍低,在第三天时,不同加酶量的尿素去除效果相差不大。降低尿素之后,经85℃,30min煎酒处理,黄酒中EC的生成量明显减少。