本發明專利技術是一種利用柚子皮粉生產低溫果膠酶及低溫澄清蘋果汁的方法。柚子皮粉為碳源誘導棘孢青霉菌（Penicilliumaculeatum）生產低溫果膠酶，利用該低溫果膠酶在低溫下對鮮榨蘋果汁進行澄清。發酵菌種為棘孢青霉菌，發酵培養基為（w/v）柚子皮粉0.5～2%、蛋白胨0.5～2%、七水硫酸鎂0.2%、磷酸二氫鉀0.2%、無水氯化鈣0.01%、pH值5.5，發酵條件為接種量2%（v/v）、發酵時間75～147h、發酵溫度30℃、轉速150rpm。該低溫果膠酶在10℃、20℃和30℃下對鮮榨蘋果汁反應2h，透光率分別為43.3%、53.3%和62.4%，澄清效果顯著。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及微生物發酵領域及食品加工領域，具體地說是一種。
技術介紹
果膠(Pectin)是植物組織中與纖維素、半纖維素、木質素及蛋白質等結合的不溶于水的一類物質。果膠廣泛存在于高等植物，如水果、大豆以及玉米等谷物中。果膠酶(Pectinase)是指一組可以協同分解果膠的多酶復合物，通常包括果膠裂解酶(PL)、聚半乳糖醛酸酶(PG)和果膠酯酶(PE)等。果膠酶初見于1930年，用來制備酒水和果汁。一般果汁自然pH值為3. O 4. 0，所以食品工業用果膠酶多為酸性果膠酶。近年來，隨著我國國家政策和產業結構的調整，果汁和果酒行業得到迅猛發展。農產品加工業“十一五”發展規劃以來，原料主產區建立濃縮加工廠，發展濃縮果蔬汁及果蔬漿等半成品。果膠酶作為果蔬汁加工的重要酶制劑，市場需求量巨大。柚子多見于南方，現在中國的廣東、廣西、福建、江西、湖南、浙江、四川等地均有大量栽培。柚子皮果膠含量較高，但柚子經食用后，柚皮常被廢棄而沒有得到有效利用。因而利用柚子皮生產果膠酶，成本低廉，具有潛在的開發價值。蘋果在世界各地均有栽培，是世界上主要的栽培果樹品種之一。蘋果是我國產量最大的水果，蘋果制汁也開始進入蓬勃發展的階段。蘋果汁的澄清是決定產品質量的關鍵工序，目前使用的澄清方法主要有離心分離法、過濾法和加凈化劑的方法，但是除非在采用這些工藝步驟之前對果蔬原汁進行了酶法處理或凈化處理，否則單獨使用這些工藝步驟往往是不可行或者不經濟的。在低溫條件下對鮮榨蘋果汁進行酶法澄清，不僅可以降低微生物在其中生長而造成污染的幾率，還可以節省能源以及保持蘋果汁的風味和品質。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種。本專利技術利用柚子皮粉為碳源，利用棘孢青霉菌(Penicillium aculeatum)為菌種，發酵生產低溫果膠酶，發酵單位達16. 5U mL \具體方法如下 (1)在溫度為28 32°C、轉速為120 180rpm條件下，棘孢青霉菌在種子活化培養基中培養36 60h ； (2)將活化后的種子液以I.O 3. 0% (v/v)接種量接種于發酵培養基中，在溫度為28 32°C、轉速為120 180rpm條件下，培養75 147h ； (3)離心除去菌體后得到的上清液即為低溫果膠酶酶液；所述的發酵培養基為(w/v):柚子皮粉O. 5 2%、蛋白胨O. 5 2%，七水硫酸鎂O. 2%，磷酸二氫鉀O. 2%，無水氯化鈣O. 01%, pH4. O 6. O。所述的種子活化培養基為(w/v):葡萄糖O. 8%，果膠O. 2%，硫酸銨O. 5%，七水硫酸鎂O. 2%，磷酸二氫鉀O. 2%，無水氯化鈣O. 01%, pH自然。低溫澄清蘋果汁的方法具體步驟如下 (1)將蘋果去皮，削成I.5cm3的小塊，稱重； (2)力口水(w/v=l/l),再力口O. 5% (w/v)的抗壞血酸； (3)用榨汁機將蘋果塊榨成汁； (4)用八層紗布將蘋果渣濾掉，得到鮮榨蘋果汁；(5)每毫升鮮榨蘋果汁添加3 7U果膠酶酶液，在10 30°C下保溫反應I 3h; (6)反應結束后即得到澄清蘋果汁。在10°C、20°C和30°C下保溫反應2h后，澄清的蘋果汁透光率分別為43. 3%,53. 3%和 62. 4%ο本專利技術使用柚子皮為碳源誘導棘孢青霉菌產具有低溫活性的果膠酶，該酶在低溫環境下對鮮榨蘋果汁的澄清效果顯著。低溫條件下對鮮榨蘋果汁的澄清，不僅可以降低微生物在其中生長而造成污染的幾率，還可以節省能源以及保持蘋果汁的風味和品質。附圖說明圖I :本專利技術的低溫果膠酶的pH活性。圖2 :本專利技術的低溫果膠酶的pH穩定性。圖3 :本專利技術的低溫果膠酶的溫度活性。圖4 :本專利技術的低溫條件下低溫果膠酶對鮮榨蘋果汁的澄清率。具體實施例方式實施例I : I、低溫果膠酶酶液的制備 (1)將-20°c保存的IO6個棘孢青霉菌孢子懸液接種于50mL種子活化培養基，在溫度30°C、轉速150rpm條件下，棘孢青霉菌在種子活化培養基中培養48h ； (2)將活化后的種子液4mL接種于200mL發酵培養基，在溫度30°C，轉速150rpm條件下，培養76h ； (3)離心除去菌體后得到的上清液即為低溫果膠酶酶液。所述的種子活化培養基(w/v):葡萄糖O. 8%，果膠O. 2%，硫酸銨O. 5%，七水硫酸鎂O. 2%，磷酸二氫鉀O. 2%，無水氯化鈣O. 01%, pH自然。所述的發酵培養基(w/v):柚子皮粉I. 0%，蛋白胨O. 5%，七水硫酸鎂O. 2%，磷酸二氫鉀O. 2%，無水氯化鈣O. 01%, ρΗ5· 5。2、酶活測定方法(1)O. IM ρΗ5. O 甘氨酸-NaOH 緩沖液配制 O. 5% (w/v)的 Pectin (Sigma 公司),添加O.2mM CaCl2，然后吸取900 μ L在60°C條件下預熱5min ； (2)加入100μ L適量低溫果膠酶酶液，反應IOmin ； (3)加入I.5mL 3，5 一二硝基水楊酸(DNS)終止反應，煮沸5min ；(4)將反應體系冷卻至室溫后在540nm下測定OD值； (5)I個酶活單位(U)定義為在給定的條件下每分鐘分解底物產生I μ mol半乳糖醛酸所需的酶量，酶活力計算公式 酶活力(U/mL)=2.9936XXN/ (TXV) 式中X——吸光度； N—酶液稀釋倍數； V——反應中加酶量(mL)； T——酶-底物反應時間(min)。 制備獲得的低溫果膠酶酶活力為16. 5U/mL。3、低溫果膠酶的最適pH及pH穩定性測定 酶的最適pH測定將低溫果膠酶在37°C下和O. IM pHl. 0-8.0的緩沖液中進行酶促反應。酶的PH穩定性測定將酶液置于O. IM pHl. O 10. O的緩沖液中，在37°C下處理lh，然后在pH5.0及60°C下進行酶促反應，以未處理的酶液作為對照。緩沖液為O. IM甘氨酸-NaOH和甘氨酸-HCl。以含O. 2mM CaCl2的O. 5% (w/v)的Pectin為底物，反應IOmin,測定低溫果膠酶的酶學性質。結果表明該酶的最適PH為5. 0，在pH3. O 5. 5范圍內酶活性保持83%以上(圖I) j5pH3. O 8. O的緩沖液處理lh，酶活剩余在77%以上(圖2)。4、低溫果膠酶的最適溫度測定 酶的最適溫度測定在PH5. O的緩沖液中，于10 70°C下進行酶促反應。以含O. 2mMCaCl2的O. 5% (w/v)的Pectin為底物，反應IOmin,測定低溫果膠酶的酶學性質。結果表明該酶的最適溫度為60°C，在10-70°C范圍內都具有活性，其中10°C時相對酶活剩余7. 4%(圖 3)。實施例2 I、低溫果膠酶酶液的制備 (1)將-20°c保存的IO6個棘孢青霉菌孢子懸液接種于50mL種子活化培養基，在溫度28°C、轉速120rpm條件下，棘孢青霉菌在種子活化培養基中培養36h ； (2)將活化后的種子液2mL接種于200mL發酵培養基，在溫度28°C，轉速130rpm條件下，培養88h ； (3)離心除去菌體后得到的上清液即為低溫果膠酶酶液。所述的種子活化培養基(w/v):葡萄 糖O. 8%，果膠O. 2%，硫酸銨本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種低溫果膠酶的生產方法，其特征在于按以下步驟進行：（1）在溫度為28～32℃、轉速為120～180rpm條件下，將棘孢青霉菌（Penicillium？aculeatum）在種子活化培養基中培養36～60h；（2）將活化后的種子液以1.0～3.0%（v/v）接種量接種于發酵培養基中，在溫度為28～32℃、轉速為120～180rpm條件下，培養75～147h；（3）離心除去菌體后得到的上清液即為低溫果膠酶酶液；所述的發酵培養基為（w/v）：柚子皮粉0.5～2%、蛋白胨0.5～2%、七水硫酸鎂0.2%、磷酸二氫鉀0.2%、無水氯化鈣0.01%、pH值4.0～6.0。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃遵錫，吳倩，周峻沛，張蕊，唐湘華，李俊俊，許波，丁俊美，高雅潔，
申請(專利權)人：云南師范大學，
類型：發明
國別省市：
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