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纤维素酶和果胶酶复合体系在茶叶提取加工中的应用研究

作　者: 龚玉雷
导　师: 沈雪亮
学　校: 浙江工业大学
专　业: 生物化工
关键词: 纤维素酶果胶酶茶叶提取纯化复合酶系
分类号: TS272.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

利用酶技术对茶叶有效成分的提取是茶叶深加工领域的研究热点。酶法提取所得茶提取物是茶饮料生产的原料,作为添加剂也可用于食品和医药行业,应用广泛。本文对降解茶叶细胞壁多糖的纤维素酶和果胶酶进行筛选,并将它们应用于茶叶提取中以提高茶叶提取率和改善茶品质。实验结果表明,利用自制或市售的纤维素酶和果胶酶单独处理茶叶时,破壁效果均一般；而进口的植物水解酶是一种复合型酶,含有的纤维素酶和果胶酶活力均较高,水解茶叶细胞壁多糖效果很好,茶叶提取率明显高于单酶处理结果,茶汤品质良好。通过单因素和正交试验得出植物水解酶水解茶叶的最佳条件为：酶添加量2.4U/g,底物浓度6.5%,酶解温度50℃,酶解时间8h,pH值为5.0。该工艺下还原糖含量达到287.8mg/g,水浸出物率达到56.5%,分别比无酶浸提提高了96.9%和38.5%。利用吸附在茶渣上剩余的植物水解酶,添加新鲜茶叶400mg进行第二批水解试验,在酶解时间为6h、纤维素酶添加量为0.3IU/g的条件下,还原糖含量和水浸出物率分别达到241.8mg/g和61.5%,与第一批水解试验水平相当。进一步对植物水解酶的各个组分进行纯化及分析,经两步分离纯化得到了一种聚半乳糖醛酸酶、一种果胶裂解酶和一种纤维素酶。其中聚半乳糖醛酸酶的比酶活、得率和纯化倍数分别为51.8U/mg、5.2%和4.1倍；果胶裂解酶的比酶活、得率和纯化倍数分别为15.5U/mg、47.6%和13.1倍；纤维素酶的比酶活、得率和纯化倍数分别为4.5IU/mg、13.0%和12.5倍。根据植物水解酶的酶系组成,将自制及市售的纤维素酶和果胶酶进行合理复配,并应用于茶叶酶法提取。在纤维素酶添加量为1.2IU/g、果胶酶添加量为0.4U/g时,茶汤还原糖含量达到284.1mg/g,水浸出物率达到57.5%。经复配后的复合酶系处理过的茶汤,在汤色、口感、香气等品质上相比无酶浸提时均有明显改善。总的来说,复合酶系处理效果与植物水解酶组相当。成本分析结果表明,由自制纤维素酶和果胶酶复配成的复合酶系可取代进口的植物水解酶用于茶叶提取,生产一吨茶浓缩液(固形物45%)所需的酶成本可降低2086元。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-12
第一章文献综述  12-29
  1.1 茶叶简介  12
  1.2 茶叶提取技术  12-13
  1.3 细胞壁多糖的研究状况  13-19
    1.3.1 细胞壁多糖概述  13
    1.3.2 初生壁和次生壁  13-14
    1.3.3 纤维素  14
    1.3.4 半纤维素  14-16
    1.3.5 果胶  16-19
    1.3.6 细胞壁多糖之间的连接  19
  1.4 细胞壁多糖降解酶  19-23
    1.4.1 降解纤维素和木葡聚糖的酶  19-20
    1.4.2 降解半纤维素的酶  20-21
    1.4.3 降解果胶的酶  21-22
    1.4.4 辅助降解细胞壁多糖的酶  22-23
  1.5 茶叶酶法提取的研究进展  23-27
    1.5.1 纤维素酶在茶叶提取中的应用  23-24
    1.5.2 果胶酶在茶叶提取中的应用  24-26
    1.5.3 复合生物酶系在茶叶提取中的应用  26-27
  1.6 选题立据及主要研究内容  27-29
    1.6.1 课题研究的目的及意义  27-28
    1.6.2 课题研究的主要内容  28
    1.6.3 课题研究的创新点  28-29
第二章纤维素酶和果胶酶水解茶叶效果比较  29-49
  2.1 前言  29
  2.2 材料与方法  29-41
    2.2.1 实验材料  29-32
    2.2.2 实验仪器  32
    2.2.3 实验方法  32-33
    2.2.4 分析测定方法  33-41
  2.3 结果与讨论  41-48
    2.3.1 不同来源纤维素酶酶系组成分析  41-42
    2.3.2 不同来源果胶酶酶系组成分析  42-43
    2.3.3 不同纤维素酶水解茶叶效果比较  43-44
    2.3.4 不同果胶酶水解茶叶效果比较  44-46
    2.3.5 植物水解酶酶系组成分析  46
    2.3.6 植物水解酶水解茶叶效果  46-47
    2.3.7 不同酶处理组水解茶叶效果比较  47-48
  2.4 本章小结  48-49
第三章植物水解酶水解茶叶的工艺研究  49-60
  3.1 前言  49
  3.2 材料与方法  49-50
    3.2.1 实验材料  49-50
    3.2.2 实验仪器  50
    3.2.3 实验方法  50
    3.2.4 分析测定方法  50
  3.3 结果与讨论  50-59
    3.3.1 植物水解酶酶解工艺的单因素优化  50-54
    3.3.2 植物水解酶酶解工艺的正交试验设计优化  54-56
    3.3.3 植物水解酶重复分批水解茶叶实验  56-59
  3.4 本章小结  59-60
第四章植物水解酶的分离纯化  60-71
  4.1 前言  60
  4.2 材料与方法  60-64
    4.2.1 实验材料  60-62
    4.2.2 实验仪器  62
    4.2.3 实验方法  62-63
    4.2.4 分析测定方法  63-64
  4.3 结果与讨论  64-70
    4.3.1 植物水解酶阴离子交换柱层析  64-66
    4.3.2 洗脱峰2疏水柱层析  66-67
    4.3.3 洗脱峰3疏水柱层析  67-68
    4.3.4 洗脱峰4疏水柱层析  68-70
  4.4 本章小结  70-71
第五章纤维素酶和果胶酶复合酶系水解茶叶的研究  71-87
  5.1 前言  71
  5.2 材料与方法  71-75
    5.2.1 实验材料  71-72
    5.2.2 实验仪器  72
    5.2.3 实验方法  72-73
    5.2.4 分析测定方法  73-75
  5.3 结果与讨论  75-85
    5.3.1 纯化酶和商品酶的复配  75-77
    5.3.2 商品化纤维素酶和果胶酶的复配  77-79
    5.3.3 复合酶系中纤维素酶和果胶酶的比例确定  79-81
    5.3.4 复合酶系水解茶叶效果评价  81-84
    5.3.5 复合酶系水解茶叶成本估算  84-85
  5.4 本章小结  85-87
第六章结论与展望  87-90
  6.1 结论  87-89
  6.2 展望  89-90
参考文献  90-96
攻读硕士学位期间已发表的学术论文  96-97
致谢  97

纤维素酶和果胶酶复合体系在茶叶提取加工中的应用研究

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