乙酸异戊酯高产菌脂肪酶的特性研究

以乙酸异戊酯高产菌株Loq-c为试验材料,从菌体中提取制备脂肪酶,研究其酶学特性,结果表明：该酶催化反应的最适温度在30 ℃左右,在40 ℃以下具有良好的热稳定性;催化体系的pH在6.0～7.0时,酶的相对活力和稳定性较高,而当pH≤4.0时酶表现得不稳定,酶活力低。金属离子Mg2+和Ca2+能明显促进酶的催化能力,Cu2+和Ag+能明显抑制酶的催化能力,Na+、K+和Zn2+对酶催化的影响不显著。正交试验结果表明,菌株Loq-c脂肪酶最佳酶活条件为：温度在30 ℃,pH值为7.0,Mg2+浓度为5.0 mmol/L。在此最佳条件下,酶活力高达535.8 U/mL。     

异常维克汉姆酵母的乙酸苯乙酯合成途径

以福建红曲黄酒酿造用曲中分离得到的异常维克汉姆酵母为试验菌株,采用发酵过程跟踪法和诱变法相结合,研究该酵母菌的乙酸苯乙酯合成途径。结果表明:该菌在发酵过程中同时存在醇酰基转移酶合成途径和酯酶合成途径,发酵过程跟踪法显示底物乙酸与乙酸苯乙酯的相关性大,说明酯酶合成途径是合成乙酸苯乙酯的主要途径。通过诱变法得到发酵力相同、醇酰基转移酶酶活不变、酯酶合成酶活力和水解酶活力下降的异常维克汉姆酵母突变菌株。该突变菌株发酵结果显示产乙酸苯乙酯水平显著下降,表明酯酶合成途径是合成乙酸苯乙酯的主要途径。通过确定异常维克汉姆酵母对黄酒风味有显著影响的乙酸苯乙酯合成途径,为以分子生物学技术为手段改良和优化酿酒酵母提供酶学基础,也为定向改进黄酒风味和滋味提供科学导向。     

苹果醋发酵过程中L-苯丙氨酸促进乙酸-2-苯乙酯的合成

为了初步研究食品添加剂L-苯丙氨酸对苹果醋发酵过程中的特征性香气成分乙酸-2-苯乙酯的合成途径及关键酶活的影响,采用HS-SPME-GC-MS和ELISA,检测各合成相关基质生成量和关键酶活性的变化。结果表明,不同添加量的L-苯丙氨酸有明显促进乙酸-2-苯乙酯及其相关合成基质生成量积累的作用,并且对ADH、AAT的酶活性也有一定的促进作用,而对Esterase酶活性有抑制作用。其中当L-苯丙氨酸添加量为8 g/L时,乙酸-2-苯乙酯生成量显著提高了43.76%～86.59%。因此,本试验初步将8 g/L作为L-苯丙氨酸的最佳添加量,初步推测L-苯丙氨酸通过醇酰基转移酶途径促进乙酸-2-苯乙酯的合成及其相关基质和关键酶活的生成量,赋予苹果醋产品更多独特的香气和风味,为生产工艺提供一定的参考依据。     

脱脂棉固定化脂肪酶PCL催化合成乙酸癸酯

乙酸癸酯是一种广泛用于食品和医药品的芳香添加剂。因天然提取量少,不能满足需求,通常利用合成方法制备乙酸癸酯。由于化学法污染环境严重、产率低且杂质多,而非水相酶催化合成乙酸癸酯是一种绿色合成途径,而且副反应少、产率高、产物易于分离提纯。所以,选用假单胞菌脂肪酶(Pseudomonas cepacia lipase,PCL)为生物催化剂,在37℃和160 r/min的条件下,通过物理吸附,将PCL固定在脱脂棉上,制备脱脂棉固定化PCL,并用于催化正癸醇与乙酸乙烯酯反应,合成乙酸癸酯。结果发现,酶与棉的质量比为10∶12时,脱脂棉固定化PCL的活性最高,在37℃和160 r/min,催化反应6 h,转化率达95%以上。在同样条件下,PCL酶粉仅能催化29%的底物反应。如果重复利用这种固定化酶,每次催化6 h,第3次的转化率仍可达到92%。在25℃和静置条件下,6 h后,固定化酶依然能转化底物89%。可见,脱脂棉固定化酶PCL的催化活性明显提高,且具有低碳催化特性。     

一株嗜热菌木糖异构酶的纯化与性质研究

研究了1株嗜热菌(Anoxybacillus flavithermus)所产木糖异构酶的分离纯化以及酶学性质。结果表明,经硫酸铵沉淀、Sephadex G-75凝胶过滤、纤维素DE-52弱阴离子交换柱和Q Sepharose Fast Flow强阴离子交换层析得到的木糖异构酶,分子量约为181 ku,由4个相同分子量的亚基组成。酶反应的最适温度为80℃,最适为pH为7.0且最适pH范围宽泛,pH6.0~11.0酶反应活性能保持80%左右。该酶热稳定性及耐碱性能良好,70℃保温1 h后酶活仍能保持近80%左右;pH5.0~8.0保温1 h后酶活仍能保持近80%以上,甚至pH12.0保温1 h后酶活性仍能保持40%左右。Mn2+和Co2+对酶活性有明显促进作用,Zn2+、Cu2+以及Al3+对酶活性有一定程度的抑制。     

中国对虾蛋白酶性质的研究

采用酶学分析方法研究了中国对虾蛋白酶的性质。结果表明,该酶最适温度为60℃,最适pH为9.0,是一种碱性蛋白酶。此酶在50℃以下及pH 7.0~10.0稳定性较好。以酪蛋白为底物,蛋白酶的最适底物浓度为2%。60℃时,该酶的半衰期为22 min,70℃时则为7 min。低浓度的EDTA对酶活有抑制作用,Mn2+、Ca2+、Mg2+对蛋白酶有一定的激活作用,而Cu2+、Zn2+、Fe2+、Pb2+对酶活有不同程度的抑制作用,可推断该酶是一种金属蛋白酶。     

皱胃酶酶学性质的研究

研究了皱胃酶的酶学性质。皱胃酶的最适作用温度和最适pH值分别为42℃和6.0。在45℃以下和pH4.5～7.0范围内,酶活保持稳定。Ca2+、Na+、Fe3+对皱胃酶的凝乳有明显的促进作用,Mg2+、Cu2+、Ba2+对凝乳有抑制作用。并研究了底物浓度对酶反应的影响。     

重组脂肪酶X12-5的大规模发酵及其酶学性质研究

实验室保藏的一株产脂肪酶基因工程菌X12-5,经过摇瓶发酵,测得酶活力为65U/mL。为进一步提高酶活力,应用于工业生产,将其进行上罐(180L)发酵。大规模发酵后,酶活高达220000U/g,实现了脂肪酶的高效表达。对其酶学性质研究表明,最适温度和pH分别为45℃和7.0;pH在4.0～7.0,温度在50℃以下酶活相对稳定;Mg2+、Mn2+、Ca2+对酶活有明显促进作用。由该脂肪酶的酶学性质初步判断其在制革工业上具有潜在的应用价值。     

天山冻土中产低温蛋白酶菌株的筛选、鉴定及酶学性质

借助形态观察、生理生化指标测定及16S rDNA序列分析,对从新疆天山冻土中筛选得到的产低温蛋白酶菌株进行鉴定,确定其为Pseudomonas sp.(假单胞菌属)N-8。通过单因素试验和正交实验对其发酵条件进行优化,确定最佳发酵培养基配方为(g/L):葡萄糖10,酵母粉8,酪蛋白20,K+0.4,pH 7.0。酶学性质研究表明,该菌产生的低温蛋白酶最适作用pH为7.0,在pH 7.0～8.0呈现良好的稳定性;最适作用温度为25℃,在25、35、45℃下均呈现良好的稳定性;金属离子Cu2+、K+、Ca2+、Mn2+对酶活有一定的抑制作用,其中Cu2+抑制作用明显,Fe2+、Mg2+、Na+、Zn2+对酶活力有不同程度的激活作用。     

L-苯丙氨酸对苹果醋发酵乙酸-2-苯乙酯合成途径的影响

为了初步研究食品添加剂L-苯丙氨酸对苹果醋发酵过程中特征性香气成分乙酸-2-苯乙酯合成途径的影响,采用顶空固相微 萃取-气相色谱质谱（HS-SPME-GC-MS）联用和酶联免疫吸附试验,检测各合成相关基质浓度和关键酶活性的变化。 结果表明,当L-苯 丙氨酸添加量为8 g/L时,β-苯乙醇、乙酸、乙酸-2-苯乙酯、乙酰辅酶A质量浓度分别提高了19.2%、35.9%、51.6%、10.86%;L-苯丙氨酸 对乙醇脱氢酶（ADH）、醇酰基转移酶（AAT）酶活性均有一定的促进作用,却对酯酶酶活性有抑制作用。 因此,本试验初步将8 g/L作为 L-苯丙氨酸的最佳添加量,初步推测L-苯丙氨酸通过醇酰基转移酶途径促进乙酸-2-苯乙酯的合成及其相关基质生成量和关键酶的 活性关键酶活的生成量,为高品质苹果醋的技术研究和指导生产实践提供一定的理论依据。     

金龟子绿僵菌(Metarhizium anisopliae Ma83)几丁质酶的纯化及性质

由金龟子绿僵茵Ma83菌株产生的几丁质酶经硫酸铵盐盐析,Sephadex G-100柱层析,DEAE-纤维素柱层析分离纯化后,得到SDS-PAGE均一样品.酶的最适反应温度为50℃,半失活温度为65℃;酶的最适反应pH值为5.0,酶在pH4.0～7.0范围内较稳定.Ag+、Co2+、K+、Mg2+对Ma83几丁质酶有激活作用,而Hg2+、Zn2+、Pb2+对几丁质酶活力有抑制作用.经计算Ma83菌株几丁质酶对胶体几丁质的Km值为1.05 mg/mL.     

ENZYMATIC CHARACTERISTICS OF ALCOHOL ACETYLTRANSFERASE FROM HANSENIASPORA VALBYENSIS, A NON-SACCHAROMYCES YEAST

Alcohol acetyltransferase (AAT) catalyzing 2-phenylethyl alcohol and acetyl co-enzyme A (acetyl-CoA) to form phenylethyl acetate in Hanseniaspora valbyensis was studied. The enzyme was solubilized from lipid particles using 1% Triton X-100 and then purified by three steps of chromatographic separations with diethylaminoethlyl (DEAE) Sepharose, Sephadex G-75 and Octyl Sepharose, respectively. Its molecular weight was estimated to be about 37 kDa. It was discovered that AAT was most active at pH 7.0 and 30C and was stable between pH 7.0–8.0. But most activity was lost at temperatures above 10C. It was found that AAT was strongly inhibited by heavy metal ions such as Hg ^{2 +}, Zn ^{2 +} and Pb ^{2 +}, slightly stimulated by Mg ^{2 +} and slightly inhibited by ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) and Mn ^{2 +}. The K _m was 12.7 mM for 2-phenylethyl alcohol and 23.2 mM for isoamyl alcohol. Finally, the enzyme was observed to catalyze the esterification of other alcohols with acetyl-CoA, but have preference for 2-phenylethyl alcohol.

PRACTICAL APPLICATIONS

Aroma and flavor are affected by the esters that exist in cider. Alcohol acetyltransferase (AAT) can catalyze the formation of esters. Moreover, Saccharomyces cerevisiae and non- Saccharomyces yeast produce diverse esters with different concentration during fermentation. The influence of non- Saccharomyces yeast on the sensory quality of wine and mixed fermentation using different yeasts have been discussed. So, the purification of AAT from Hanseniaspora valbyensis provides an understanding of the formation of esters in non- Saccharomyces yeast.     

长双歧杆菌α-半乳糖苷酶的分离纯化及酶学性质

对长双歧杆菌KLDS2.0509所分泌的α-半乳糖苷酶进行分离纯化,并对其酶学性质进行研究。经过聚丙烯酰胺凝胶电泳,此酶的分子质量约为45 kD;酶学性质研究表明,该酶最适作用pH值为5.0,最适温度42 ℃;大多数金属离子对酶的活性无显著影响,Fe2+、Mn2+、Ag+和Cu2+能够对其产生抑制作用,而Hg2+完全抑制酶活性;该酶可降解蜜二糖、棉子糖和水苏糖,但不能降解末端含α-半乳糖苷键的多糖。     

醋酸菌中乙醛脱氢酶的分离纯化及酶学性质

以实验室筛选得到的醋酸菌(Acetobacter pomorum)为实验菌株发酵产酶,通过细胞破壁,采用(NH₄)₂SO₄沉淀、透析、DEAE-Sepharose 离子交换层析及 Superdex G-75凝胶过滤层析分离纯化得到乙醛脱氢酶的酶液,并考察其酶学性质。该酶分子质量为221.60 kDa,单个亚基分子质量约为54.41 kDa,为四聚体结构;纯酶液比活力20.25 U/mg,纯化倍数为10.16倍,乙醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase,ALDH)的回收率为6.53%。酶学性质研究表明,ALDH促进乙醛分解的最适温度为50 ℃,40~50 ℃相对酶活力稳定性好;该酶的最适pH为7.0,当pH在5.5~7.5内酶活力表现稳定;金属离子对酶活性的影响实验表明,Na+、K+、Zn2+、Ba2+对该酶酶有不同程度抑制作用,而Mg2+、Ca2+、Al3+、Li+、Cu2+具有促进作用;ALDH的最适底物为乙醛,相对偏好直链醛类。ALDH活性较大,为后期表达和深入研究其生物学功能提供理论和数据支持。     

鸭卵清溶菌酶的分离纯化及性质

通过硫酸铵的分级沉淀、CM-Sepharose阳离子交换层析、Superdex-200凝胶过滤层析等步骤,从鸭卵清中获得电泳纯的溶菌酶,该酶的比活力达到33687.26U/mg,纯化倍数为109.44,回收率为28.00%。测得该酶分子质量约为14.82kD,对溶壁微球菌的最适反应温度为50℃,最适pH值为7,且在50℃以下及pH5～9有较好的稳定性,同时在最适条件下测得其Km值为0.0864mg/mL。Fe2+、Mg2+、Mn2+等金属离子对该酶有较强的抑制作用,而Zn2+、Cu2+、Co2+对该酶有一定的激活作用。     

红佳酿酵母β-葡萄糖苷酶的分离纯化及酶学性质

以红佳酿酿酒酵母为出发菌株,通过离子交换法分离纯化β-葡萄糖苷酶,测定酶活力和蛋白质含量,并研究温度、pH值稳定性和金属离子、葡萄糖、酒精度对酶活力的影响。结果表明:粗酶液经过离子交换层析后,纯化倍数为19.41,得率为38.67%;经十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gelelectrophoresis,SDS-PAGE)电泳检测为1条谱带,达到电泳纯,分子质量约为45 kD;β-葡萄糖苷酶热稳定性较差,在20~40℃较稳定,在pH 5.0~10.0较稳定;Al3+、Cu2+对酶活力有抑制作用,K+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、Na+对酶活力的影响不明显;葡萄糖和酒精对酶活力无明显抑制作用。     

重组醇醛脱氢酶的分离纯化及性质研究

基因工程菌Y517#能表达醇醛脱氢酶,将L-山梨糖转化为VC的前体2-酮基-古龙酸(2-KGA)。通过超声波破碎菌体、硫酸铵分级沉淀、DEAE Sepharose FastFlow阴离子交换层析,Q Sepharose High Performance柱层析等过程,从Y517#发酵液中分离纯化了重组醇醛脱氢酶,纯化倍数为11倍。研究发现,该酶分子量为66kD,最适作用温度为40℃,对热不稳定,在60℃下保温10min酶活力完全丧失。最适pH值为7.0,pH稳定范围为6.0～9.0。     

Enterococcus faecalis RQ15产低温中性蛋白酶的纯化及酶学性质

采用DEAE Sepharose Fast Flow和SuperdexTM 75对Enterococcus faecalis RQ15产蛋白酶进行纯化和酶学性质研究。SDS-PAGE测定该蛋白酶分子质量为32.4kD,最适作用温度35～40℃,最适pH7.5。20～40℃之间酶活较高,pH值耐受范围广泛,具有低温蛋白酶的特征。Zn2+对蛋白酶有激活作用,Ag+、Hg2+和EDTA-Na2对酶有显著抑制作用。纯酶最适作用条件下对酪蛋白底物的Km和Vmax分别为1.31×10-4mol/L和6.92×10-6mol/(L ·s)。     

一株褐藻酸裂解酶高产菌的筛选及其酶学性质研究

从腐烂的海带中筛选出一株褐藻酸裂解酶（Aly）高产菌,经形态学分析、生理生化特征和分子水平鉴定,该菌为交替假单胞菌属,命名为Pseudoalteromonas sp. EE258。利用硫酸铵沉淀、快流速DEAE-琼脂糖凝胶（DEAE-sepharose Fast Flow）和丙烯葡聚糖凝胶（Sephacryl S-100）柱层析等方法,对Pseudoalteromonas sp. EE258产生的褐藻酸裂解酶Aly-EE258进行分离纯化,十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）测定该酶的分子质量为23 ku。酶学性质研究显示：该酶的最适反应温度为40 ℃,最适反应pH值为7.0,在20 ℃以下时稳定性较好,Ca2+和Ba2+能明显提高酶的活性,Fe2+、Al3+、Mg2+和乙二胺四乙酸（EDTA）抑制酶的活性。Aly-EE258能不同程度地裂解褐藻酸、聚古洛糖醛酸和聚甘露糖醛酸,其中聚甘露糖醛酸裂解后主要产生单一的低聚寡糖,在实际应用方面具有重要意义。