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黑曲霉HG-1固态发酵苹果渣和棉粕生产果胶酶的工艺研究

作　者: 田林茂
导　师: 赵国虎；孙中涛
学　校: 甘肃农业大学
专　业: 植物学
关键词: 苹果渣棉粕固态发酵黑曲霉果胶酶
分类号: TQ925.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

果胶酶(pectinase)是世界四大酶制剂之一,是分解果胶质酶类的总称,在食品、酿酒、环保、医药、纺织及洗涤剂等行业应用十分广泛。果胶酶通常包括聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶质酶(PE)、果胶裂解酶(PL)等主要成分。不同组分的作用机理和酶学特性存在差异。黑曲霉是果胶酶工业化生产的主要菌种。为了进一步开发黑曲霉产果胶酶酶能力,本论文研究了以黑曲霉HG-1固态发酵苹果渣和棉粕生产果胶酶的工艺研究。本文是采用价格低廉的农业废弃物苹果渣和棉粕为主要原料生产果胶酶,优化其生产工艺,并对果胶酶的部分酶学性质进行研究。研究中,以黑曲霉HG-1为生产菌种,采用单因子试验和正交试验进行固态发酵。试验结果表明,培养基为苹果渣10g、棉粕10g、(NH4)2SO4 0.2g、K2HPO4 0.06g、初始水分含量60%,及最适发酵条件为装料量20g干料/250ml三角瓶、30℃恒温培养48h时,所得果胶酶酶活力可达22248 U/g。果胶酶酶促反应最适温度为45℃,最适pH为5.0;在50℃以下,pH 3.0～6.0时稳定性良好;Ca2+、Mg2+、Fe2+对该酶有激活作用,而Ba2+、Mn2+、Zn2+有抑制作用。结果表明苹果渣和棉粕代替麸皮作为黑曲霉HG-1固态发酵生产果胶酶的主要原料在技术上具有可行性,还可以部分解决苹果渣和棉粕的综合利用问题。

全文目录

摘要  2-3
Summary  3-6
第一章文献综述  6-20
  1.1 本课题的研究背景  6-18
    1.1.1 苹果渣  6-10
    1.1.2 棉粕  10-13
    1.1.3 果胶酶  13-18
  1.2 课题研究的意义与目的  18-19
    1.2.1 研究意义  18-19
    1.2.2 研究目的  19
  1.3 本研究的主要内容  19-20
第二章材料与方法  20-28
  2.1 材料  20
    2.1.1 试验材料  20
    2.1.2 试剂  20
    2.1.3 仪器  20
    2.1.4 培养基  20
  2.2 方法  20-28
    2.2.1 果胶酶酶活力测定  20-21
    2.2.2 苹果渣和棉粕配比对产酶的影响  21-22
    2.2.3 无机氮源对产酶的影响  22
    2.2.4 培养基优化正交试验设计  22
    2.2.5 氯化钙在发酵过程中对产果胶酶的影响  22
    2.2.6 培养温度对产果胶酶的影响  22
    2.2.7 装料量对产果胶酶的影响  22
    2.2.8 发酵过程中糖对产果胶酶的影响  22-23
    2.2.9 发酵过程中单宁对产果胶酶的影响  23
    2.2.10 棉酚对产果胶酶的影响  23
    2.2.11 发酵过程中曲霉中蛋白质含量变化的测定  23-24
    2.2.12 发酵过程中曲霉中可容性糖和总糖的含量变化  24-25
    2.2.13 发酵后干曲中各种氨基酸的含量  25-26
    2.2.14 发酵过程曲酶中果胶含量的变化  26
    2.2.15 果胶酶的部分酶学性质  26-28
第三章结果与分析  28-39
  3.1 果胶酶活力计算的标准曲线  28
  3.2 培养基的优化  28-33
    3.2.1 苹果渣和棉粕配比对产酶的影响  28
    3.2.2 无机氮源对产果胶酶的影响  28-29
    3.2.3 培养基优化正交试验  29-30
    3.2.4 氯化钙对产果胶酶的影响  30
    3.2.5 培养温度对产酶的影响  30
    3.2.6 装料量对生产酶的影响  30-31
    3.2.7 糖对产果胶酶的影响  31-32
    3.2.8 单宁对产果胶酶的影响  32
    3.2.9 棉酚对产果胶酶的影响  32-33
    3.2.10 发酵时间对黑曲霉HG-1 生长与产果胶酶的影响  33
  3.3 发酵物中几种物质变化  33-36
    3.3.1 粗蛋白和精蛋白含量的变化  33-34
    3.3.2 发酵过程中可溶性糖和总糖的变化  34
    3.3.3 各种氨基酸的含量  34-35
    3.3.4 果胶含量的变化  35-36
  3.4 果胶酶的性质  36-39
    3.4.1 果胶酶的最适作用温度与pH 值  36
    3.4.2 果胶酶的热稳定性  36-37
    3.4.3 果胶酶的pH 值稳定性  37
    3.4.4 金属离子对果胶酶活力的影响  37-38
    3.4.5 米氏常数（K_m）和最大反应速率(V_(max))  38-39
第四章讨论  39-40
第五章结论  40-42
  5.1 试验结论  40
  5.2 需要进一步解决的问题  40-42
致谢  42-43
参考文献  43-47
作者简介  47-48
导师简介  48-49

黑曲霉HG-1固态发酵苹果渣和棉粕生产果胶酶的工艺研究

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