右旋糖酐酶结构、性质及其应用研究进展

右旋糖酐酶(dextranase)能够专一性地水解右旋糖酐中的α-1,6糖苷键，降低蔗汁的粘度、防止仪器堵塞、增加目标产品的回收率和质量。右旋糖酐酶在降解右旋糖酐的同时生成异麦芽糖、异麦芽三糖等低聚糖，这些低聚糖不被人体消化吸收可直接进入大肠选择性地增殖双歧杆菌等有益菌，有润肠通便、促进矿物质元素吸收、增强免疫力等功效。文章结合国内外相关研究进展，对右旋糖酐酶的结构、右旋糖酐酶生产菌株、右旋糖酐酶酶活及酶学性质改进技术进行综述，发现传统诱变技术和发酵条件的优化可以在一定程度上提高右旋糖酐酶的发酵水平，通过构建基因工程菌，可有效提高右旋糖酐酶的异源表达水平，结合酶固定化技术提高酶在不利条件下的稳定性和回收率，在低聚糖制备及制糖工业中有广泛的应用前景。本文为后期右旋糖酐酶的研究方向提供一定的参考。     

海洋氧化节杆菌KQ11右旋糖酐酶清除甘蔗制糖中右旋糖酐的研究

对海洋氧化节杆菌(Arthrobacter oxydans)KQ11右旋糖酐酶清除甘蔗汁中右旋糖酐进行研究。在单因素试验的基础上,通过正交试验得到右旋糖酐酶水解甘蔗汁中右旋糖酐的最佳工艺条件:酶剂量0.1 U/mL甘蔗汁、pH值6.5、反应温度50℃、反应时间20 min,可清除83%右旋糖酐。超声功率600 W、酶剂量0.1 U/mL甘蔗汁、pH6.5、温度50℃、超声15 min,可清除88.7%的右旋糖酐,同时甘蔗汁的黏度降低20%。     

右旋糖酐酶调控右旋糖酐分子质量条件研究

小分子质量右旋糖酐在医学、化工、食品等领域有广泛的应用,为了得到特定分子质量的右旋糖酐,采用酶解法对大分子质量右旋糖酐的分子质量及分子质量分布进行调控。实验结果表明:在酶解过程,通过控制右旋糖酐酶浓度、底物浓度和反应温度、pH值及时间,可有效调控右旋糖酐的分子质量,且产物均一性较好。较适宜酶解条件:酶浓度为10 U/mL、反应温度为50 ℃、pH值为5.0、底物浓度为30 mg/mL。右旋糖酐酶解前后结构未发生改变,但是其构象从球形链变为柔顺链,右旋糖酐产物分子质量约为5000 u时,在溶液中为较紧凑的球形链构象。酶解法降解右旋糖酐速度快、反应条件温和、能耗低且无污染,在生产特定分子质量的右旋糖酐方面具有良好的应用前景。     

右旋糖酐酸解与酶解产物比较

目前工业生产药用右旋糖酐常用酸解法,能耗高,污染大,而酶解法反应条件温和,反应速度快,可以在右旋糖酐发酵的同时进行,可大大降低能耗,减轻污染.本文通过对右旋糖酐酸水解和酶水解产物的成分和分子量分布的研究,为酶解法生产药用右旋糖酐新工艺打好基础.实验结果表明:酸水解的终产物基本上为葡萄糖,而酶水解终产物为异麦芽寡糖;水解到重均分子量为20000 Da以上时,2种水解方法对右旋糖酐含量和分布系数影响不大;水解到重均分子量小于20000 Da之后,酶解产物右旋糖酐含量下降.     

酶法耦合分级膜制备右旋糖酐的研究

右旋糖酐酶按2.5 U/300 m L与肠膜明串珠菌种子液同时加入发酵培养基,反应24 h后可定向合成重均分子量集中在10~100 ku之间的右旋糖酐。发酵液经0.45μm和100、50、30、10 ku分级膜滤可分别获得符合药用级别要求的重均相对分子质量为67、42、20 ku的右旋糖酐产品。与传统方法相比,酶法耦合分级膜法可有效控制右旋糖酐分子量分布,产品纯度高、产率高、反应条件温和,能耗低、成本低、易于实现工业化。     

甘蔗压榨提汁过程褐变抑制研究？

制糖脱色成本占糖浆精制成本的1/3,而酶促褐变是蔗汁颜色加深的一个主要原因。本文探讨了制糖压榨过程中褐变对蔗汁颜色变化的影响,进一步研究了亚硫酸盐对蔗汁酶促褐变的抑制。结果表明：褐变对蔗汁色值贡献率大于50%,前10 min褐变速度最快;蔗梢蔗汁相对于成熟蔗茎蔗汁酶促褐变程度高;压榨后立即预灰能减少酶促褐变色素生成;多酚氧化酶活性在蔗汁预灰pH大于9.5时为0,在pH6.0~6.5最高;3 mmol/L NaHSO3的添加量能完全抑制蔗汁酶促反应发生。研究可为甘蔗制糖工艺的改进提供依据。     

酶法合成右旋糖酐的研究

利用肠膜状明串珠菌(Leuconstocmesenteriodes)右旋糖酐蔗糖酶催化蔗糖合成右旋糖酐.分别探讨了不同蔗糖浓度、加酶量、反应温度、pH值和反应时间等因素对蔗糖转化率的影响,从中选取影响较显著的3个因素如蔗糖浓度、反应温度、pH值,采用均匀设计试验方法对酶促反应条件进一步优化,确定酶促反应最佳工艺参数.实验结果表明:酶法合成右旋糖酐的最佳条件为:蔗糖浓度50g/L,加酶量为0.214U,反应温度12℃,pH值为7.5,反应时间为30h,蔗糖转化率约为31%.     

绳状青霉菌发酵产右旋糖酐酶的条件研究

研究绳状青霉菌(Penicillium funiculosum)发酵培养产右旋糖酐酶的条件。研究碳源、氮源对绳状青霉菌产右旋糖酐酶的影响,结果表明最适合发酵产酶的碳源、氮源分别是右旋糖酐和蛋白胨。采用正交试验对绳状青霉菌产右旋糖酐酶的发酵条件进行优化,结果表明最适条件为：发酵瓶装液量为80mL/250mL,发酵培养基的初始pH 值为5.5,培养温度为28℃,在该条件下,右旋糖酐酶的酶活力为18.963U/mL。     

棘孢青霉右旋糖酐酶基因克隆及其在毕赤酵母中的表达

以右旋糖酐酶产生菌棘孢青霉F1001基因组为模板反转录合成右旋糖酐酶的cDNA（dex）,基因全长1 866 bp,根据毕赤酵母密码子偏好性优化dex序列获得优化右旋糖酐酶基因（opt-dex）,分别构建dex-pPICZαA和opt-dex-pPICZαA重组质粒,电击转入毕赤酵母X33中构建重组子。通过蓝色右旋糖酐T-2000平板以及摇瓶发酵筛选获得产右旋糖酐酶的重组酵母菌株。重组酶的酶学性质分析显示,重组酶分子质量65?kDa、最适pH?5.0、最适温度35?℃,专一作用于α-1,6糖苷键。在摇瓶水平上对重组毕赤酵母表达条件进行优化,优化培养条件为培养温度25?℃、初始pH?5.0、每24?h甲醇添加量1%（体积分数）、每24?h山梨醇添加量5?g/L、吐温-80添加量4?g/L、摇瓶装液量50?mL/500?mL锥形瓶,优化后的重组右旋糖酐酶分泌表达酶活力提高到240.74?U/mL。重组酵母X33是一株适合外源表达棘孢青霉右旋糖酐酶基因的工程菌,该重组酶可替代棘孢青霉右旋糖酐酶直接应用于工业生产催化制备右旋糖酐。     

产右旋糖酐酶埃氏交替单胞菌的筛选、鉴定及酶活分析

从连云港港口海泥样本筛选到一株产右旋糖酐酶的埃氏交替单胞菌A.espejiana YSN412,对其所产的右旋糖酐酶AesDEX酶学性质进行了分析,对其产酶条件进行了摸索AesDEX最适反应温度为30℃,最适pH值为8在30 ℃下保温2.5h.残余相对酶活在95％以上,而在50℃下保温2.5h后只有14％的残余酶活力.该菌株产酶培养的最佳碳源和氮源,分别是纤维二糖和酵母粉,最适产酶培养温度为30℃,NaCl浓度为2％,初始pH为8时培养液酶活力最高.该菌株培养12h时培养液酶活力达到最高值9U/mL本实验筛选到的4.espejiana YSN412菌株产酶较为迅速,所产的右旋糖酐酶AesDEX酶活最适温度较低,在工业生产上具有潜在降低成本、提高生产效率的优势.     

葡聚糖酶在甘蔗混合汁澄清中的应用

制糖工业中葡聚糖给生产带来严重危害。利用葡聚糖酶降解甘蔗糖厂混合汁中的葡聚糖。首先监测混合汁在自然静置下葡聚糖含量、过滤速度等指标的变化。其次在不同条件(酶剂量、pH、温度及酶解时间)下对葡聚糖酶的降解作用进行研究,得到此葡聚糖酶的最佳降解范围为:酶剂量10～15mg/kg,酶解pH5.0～6.0,酶解温度50～65℃,酶解时间10～15min。在酶解的最佳范围内模拟糖厂实际生产流程进行实验验证,加入10mg/kg葡聚糖酶,清汁中葡聚糖含量降低了61.32%,沉降时间减少了13.46%,简纯度提高了0.65%,而pH、锤度无明显变化。     

葡聚糖酶应用于甘蔗混合汁的工艺优化

制糖过程葡聚糖的存在不仅造成蔗糖损失,其高粘性也给生产带来严重的影响。利用响应面法(RSM)对葡聚糖酶降解糖厂混合汁中的葡聚糖进行了工艺优化。基于单因素实验,以葡聚糖酶剂量(mg/kg)、酶解pH、酶解温度(℃)、酶解时间(min)为响应因子,混合汁中葡聚糖含量为响应值,作四因素三水平响应面分析,得到酶解的最优工艺条件。结合糖厂实际生产,提出可供糖厂应用葡聚糖酶降解葡聚糖的参考工艺条件:葡聚糖酶剂量10～15mg/kg蔗汁,反应时间10～15min,反应pH为4.5～5.5(最优为4.90),反应温度为50～60℃(最优为54.3℃)。在此工艺范围内,得到混合汁中的葡聚糖含量为313～354mg/kg·Brix,对应其去除率为74.45%～71.10%。     

果胶酶对甜菜渗出汁清净效果的影响

甜菜制糖中渗出汁中的果胶含量对生产有较大的影响.采用果胶酶对甜菜渗出汁进行清净效果研究,考察果胶酶的用量、酶解pH、酶解温度、酶解时间对渗出汁的过滤速度和果胶去除率的影响.单因素实验结果表明:果胶酶用量为5 - 15mg/kg,温度为50 - 60℃,pH值为4.0 -5.5,酶解时间10-15min条件下,果胶酶对渗出汁澄清处理的效果较好.在单因素的基础上,采用正交实验优化工艺,得到最佳的工艺条件为:果胶酶用量为15mg/kg,酶解pH 5.0,酶解温度50C,酶解时间15 min.此时果胶去除率为44.38％.     

α-葡聚糖酶在蔗汁澄清工艺中的应用研究

使用细丽毛壳菌发酵生产的α-葡聚糖酶粗酶液在蔗汁中进行试验,试验结果表明,在混合汁中添加粗酶液,用常规的亚硫酸法工艺进行澄清处理,过滤速度与沉降速度均提高了40%,葡聚糖除去率为20%,清汁混浊度降低60%,色值降低10%。在混合汁、清汁与糖浆中添加粗酶液,葡聚糖含量分别减少20%、15%与5%。葡聚糖酶的加入对蔗糖无影响。     

低硫低磷甘蔗制糖澄清新工艺研究

本文提出了一种低硫低磷甘蔗制糖澄清新工艺,该工艺过程使用聚二甲基二烯丙基氯化铵、重硫氧、聚磷硅酸锌对甘蔗混合汁进行澄清脱色。讨论了不同工艺条件对甘蔗混合汁重力纯度差、脱色率和除浊率的影响。通过人工神经网络敏感性分析,获得新工艺优化条件为：预灰pH 6.3±0.1;聚二甲基二烯丙基氯化铵用量7 mL/L（配制浓度2%）;重硫氧用量1.1 g/L;聚磷硅酸锌用量3.0 mL/L（配制浓度10%）;聚丙烯酰胺用量2.5 mg/L;中和pH 8.3;一次加热温度65±5℃;二次加热温度100±2℃。结果表明,低硫低磷甘蔗制糖澄清新工艺优于传统制糖工艺。     

酒精Haze改良法测定蔗汁α-葡聚糖含量

为了快速准确测定糖厂蔗汁中α-葡聚糖含量,对传统的酒精Haze法进行改良。利用淀粉酶与α-葡聚糖酶降解蔗汁中的淀粉与α-葡聚糖,以无淀粉与蔗汁α-葡聚糖的蔗汁作为空白制作α-葡聚糖在蔗汁中的工作曲线,测定样品α-葡聚糖含量。试验结果表明:该方法RSD为2.95%,加标回收率在94.2%～96.7%之间。与传统酒精Haze法测定结果相比准确度有了显著提高。该方法克服了其他检测方法的缺点,简化了实验步骤,加快了实验速度,为糖厂实时检测糖汁中的α-葡聚糖含量提供了新的途径。     

响应面法优化甘薯淀粉酶解条件的研究

在加酶量、作用时间、反应温度及pH四个单因素试验的基础上,运用响应面分析法,以甘薯汁中还原糖量为评价指标,对耐高温α-淀粉酶酶解甘薯汁中淀粉的最佳工艺进行了研究,并利用统计学方法建立了耐高温α-淀粉酶酶解甘薯汁中淀粉的二次多项数学模型.结果表明,最佳酶解条件为:加酶量55 U/mL;作用时间80 min;反应温度90℃.在最佳酶解条件下,甘薯汁中还原糖量达3.706 g/100mL,淀粉的酶解率为75.33%.水解后的甘薯汁过滤制得的饮料,无需添加稳定剂,即可达到饮料稳定性的理想效果,在饮料保存期内无沉淀产生.