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硫配糖体

  柚苷酶及柠檬苦素酶_境况科学/食物科学_工程科技_专业材料。柚苷酶及柠檬苦素酶基础简介

  柚苷酶及柠檬苦素酶 一、柑橘中的苦味物质 柑橘类果实的苦味物质要紧有以柚皮苷、新橙皮苷、枸杞苷等为代外的黄烷 酮糖苷类化合物和以柠檬苦素、 诺米林等为代外的三萜系化合物的衍生物—柠檬 苦素仿佛物。 1、柚皮苷的构造和漫衍 柚皮苷(Naringin)是一种二氢黄酮类化合物,它又称柚苷、柑橘苷、异橙皮 苷、柚皮素-7-O-新橙皮糖苷,学名为柚皮素-7-β-D-葡萄糖(2→1)-α-L-鼠李糖,分 子式 C27H32O14,分子量 580.55,其构造式如图 1 所示。 图 1- 1 柚皮苷的构造式 要紧存正在于芸香科植物柚(Pummelo,Citrus,grandis)、 葡萄柚 (Grapefruit, Citrus paradisi)、 酸橙(Sour orange,Citrus aurantium)及其变种的果皮和果实中,以及枳实、枳壳、骨碎补、化 橘红等中草药中。 广泛柚果汁中柚皮苷含量为 40-138 ppm, 葡萄柚汁中柚皮苷含量为 136-362 ppm,枳实、枳壳及化橘红中柚皮苷含量分散为 1.87-22.72%和 0.3-29.2%,因产地、种类、 原料成熟度差异而异。骨碎补中柚皮苷含量为 0.3-1.5%。大地彩票其余,枸桔果实及叶、梧桐科植物 球穗千斤拔叶、唇形科植物牛至以及蕨类植物如 Ceterach officinarum 和铁线蕨属的极少种 类构制中也含有柚皮苷,但这些植物中柚皮苷的含量较低。柚皮苷正在蒸馏水中苦味阀值为 20 mg/L, 正在果汁中约为 30 mg/L。 其融解度随含糖量的加添而升高, 随 pH 值的升高而下降, 正在没有成熟的柑橘果实中柚皮苷含量最众。 2 柠檬苦素仿佛物 2.1 柠檬苦素仿佛物的构造和漫衍 柠檬苦素仿佛物又称类柠檬苦素 (Limonoids) ,是一类具有呋喃环的三萜类 化合物。类柠檬苦素具有高度氧化的三萜醇类诱导体构造,与 C-17 位的呋喃结 合,变成 C-3 位或者 C-6 位的内脂环,具有 C-14、C-15 位向的环氧化物特点, 要紧以逛离苷元和配糖体两种情势存正在,睹图 2。 图 2 柠檬苦素仿佛物及配糖体的构造 类柠檬苦素逛离苷元不但水溶性差,并且味苦,是大大批柑橘类生果苦味物 质之一, 也是使果汁及其他加工制制品发作“后苦味”的物质。现已从柑橘类中 分辩取得 38 品种柠檬苦素苷元,较常睹的要紧有柠檬苦素 (Limonin)、诺米林 (Nomilin)、宜昌根辛(Ichangensin)、脱乙酰诺米林(Dealcetrylnomilin) 、诺米林酸 (Nomilin acid) 、脱乙酰诺米林酸(Dealcetrylnomilin acid)等,此中柠檬苦素和诺 米林具有剧烈苦味。 类柠檬苦素配糖体(Limonoids glucoside)是由类柠檬苦素苷元分子 D 环开环 后正在 C-17 的地方上以糖苷键的情势联合一个五碳糖而组成的,是正在植物体内经 过一系列绝顶丰富的生化历程而合成的, 大家溶于水溶液, 正在 pH2-8 界限内对照 安稳,无苦味,且仍保存与其相应的苷元似乎的心理活性。平常环境下,有众少 品种柠檬苦素,就该有相应数目的配糖体,但目前从柑橘中只分辩出了 22 品种 柠檬苦素配糖体。 柠檬苦素仿佛物是三萜的一种高度氧化型衍生物,柑橘属中挖掘有 60 余种 柠檬苦素的甙元及甙, 是清香科橘属植物如橘、柠檬的种子及果汁中的强苦味成 分。目前已从柑橘类平分离取得 38 种柠檬苦素仿佛物,此中酸性 15 种,中性 23 种,曾经外明柠檬苦素、诺米林素等具有抗癌活性和抗肿瘤特征。酸性类柠 檬苦素仅占总配基的 20%操纵,可溶于水溶液,除个体外都不呈苦味。而中性类 柠檬苦素比如柠檬苦素、诺米林不大溶于水且多数呈苦味。 类柠檬苦素要紧存正在于果实中,而正在茎、叶等构制中含量较少。正在小果中, 类柠檬苦素众以苷元等情势存正在,跟着果实不休发育,苷元渐渐转化为配糖体, 行动一种储存情势存正在于成熟果实中。简直总共的柑橘果实都是以种子含量最 高,其次为果皮,正在果汁中含量最低。种子中的类柠檬苦素苷元含量凡是要高于 其配糖体,比例或者为 2.2:1,而正在果实中其比例为 1:150。 柑橘中的柠檬苦素仿佛物以柠檬苦素和诺米林为要紧,诺米林因含量很低, 对苦味影响赶不上柠檬苦素, 故目前咨询仍以柠檬苦素为主。柠檬苦素苦味阀值 很低,水溶液中 1.0 mg/L,橙汁中 3.4 mg/L,60%的人能感应到苦味。 2.2 柠檬苦素呈苦机理 正在果实成熟功夫, 柠檬苦素可正在极少酶的感化下转化为相应的糖苷而不呈苦 味,故柠檬苦素含量跟着柑橘果实的成熟而有所下降。正在采收时,平常糖苷含量 大于柠檬苦素,而感应不到苦味。原本,柑橘中柠檬苦素的先驱物-A 环内酯柠 碱酸盐是没有苦味的, 但压榨后形成具有剧烈苦味的柠檬苦素。这就变成了榨汁 “延迟苦味”(Delayed bitterness)局面。 其机理为 A、 D 的内酯环开闭决议苦味的 发作,D 环闭环型(柠檬苦素)有苦味,而开环型 A 环内酯没有苦味。当压榨 时,正在酸性前提下,柠檬苦素前体物质柠檬苦素 A-环内酯正在柠檬苦素 D-环内酯 水解酶感化下,转化为柠檬苦素,而使果汁呈后苦味。 图 3 柠檬苦素呈苦机理 二、酶法脱苦 目前, 柑橘汁脱苦题目的咨询热门齐集正在生物酶法脱苦上。酶法脱苦具有专 一性强、对柑橘果汁韵味和养分因素无反对、后果好、本钱低等特征,是目前较 为理思的脱苦技巧。 酶法脱苦要紧是通过差异的微生物或酶来降解苦味因素柚皮 苷和柠檬苦素,天生不含苦味的物质。 柚皮苷酶是针对降解柚皮苷的酶。它是由 α-L- 鼠李糖苷酶 (EC3.2.1.40) 和 β-D-葡萄糖苷酶(EC3.2.1.21)构成的一个酶系,是一种胞外酶,最适 pH 3.5 操纵。 柚皮苷最先被 a-L-鼠李糖苷酶水解成略有涩味但无苦味的樱桃苷(Prunin)和鼠李 糖(Rhamnose),樱桃苷(Prunin)的苦味是柚皮苷的 1/3,苦味有所减轻。然后正在樱 桃苷(Prunin)正在 β-D-葡萄糖苷酶的感化下形成无苦味的柚皮素(Naringenin)和葡萄 糖(Glucose)。 Naringin α?L?rhamnosidase Prunin β?D?glucosidase Prunin + Rhamnose Naringenin + Glucose 汪钊等人用黑曲霉变异株ZG86举办柚苷酶固体发酵, 发酵酶生机抵达15000 u/g豆饼粉,应用此酶对柑橘果汁脱苦,可使柚皮苷含量大幅低落,苦味脱除率 达90%。同时挖掘pH为3.6~4.6时脱苦后果较好,而平常柑橘果汁的自然pH为3.6 操纵,因而脱苦时能够不调度 pH。何晋浙等脱除果醋中苦味,正在发酵温度 2528 ℃,酸度正在0.5-0.8 g/mL,柚苷酶加量正在15 u/mL时,柚苷酶有较佳的活性,酒 精度为6.0%-8.0%时,有利于醋酸发酵,制得的果醋基础无苦味。单杨等咨询用 复 合 酶制剂 Naringinase 和 Sumizyme C 对柑橘发酵酒的最佳脱苦前提是温度 50 ℃,pH 4.0,Naringinase和Sumizyme C各加0.1%,融解保温2 h,感官评判效 果较好。 A.C.Olson等把酶固定于中空纤维上脱除柑橘汁中的柚皮苷;Ono把柚苷 酶固定于纤维素酯上脱去柚皮苷。 刘虎成等以AS1.14为菌种, 采用K-角叉胶举办 包埋,正在25℃,摇床转速150 r/min,增添1%乙醇于液体提拔基中,正在此前提下脱 苦率达 58.3%;固定化细胞生物反映器正在流速2 mL/min治理柑橘汁后基础无苦 味,pH从3.8低落到3.7,维生素 C耗损8%,可溶性固形物耗损7%。每次治理柑 橘汁120 mL,可衔接应用11次,脱苦率仍达51.08%。徐仲伟等人采用150 u和180 u的固定化柚苷酶水解柚皮苷,苦味脱除率分散为41.0%和49.7%,而且该固定化 酶比自然酶具有更渊博的pH和温度符合界限,以及较高的热安稳性。同时他们 挖掘,柑橘果汁用固定化酶脱凄凉理后,未发作任何异味。2004年王鸿飞等实行 咨询挖掘,正在pH值为4、温度为60 ℃、柚苷酶用量0.5 g/L、感化90 min对柑橘果 汁举办脱苦,脱苦率为90.55%。但因为柑橘类果实种类繁众,所含苦味因素及其 含量不尽沟通, 苦味有轻有重, 看待差异种类的柑橘类果汁用柚皮苷酶脱苦其效 果是有差别的。因而,用柚皮苷酶对差异柑橘类果汁的脱苦,另有待于进一步研 究。 柠檬苦素的脱除可应用柠檬苦素脱氢酶、 柠檬苦素裂解酶、 柠檬苦素脱氧酶、 诺米啉脱氢酶和诺米啉脱氧酶等。 该类酶可使柠檬苦素D-环内酯开环发作无苦味 的柠檬苦素衍生物,但它只是一种权宜之法,由于正在果汁自然的酸性境况中 (pH3.0-3.5),D环能够从头紧闭。但若应用柠檬苦素脱氢酶掀开 D环,则能够使 柠檬苦素D-环内酯转化为无苦味的 A-环内酯,这是一种有用的脱苦技巧,但此 法还未用于分娩。 早正在 1981 年,Vaks 等从泥土中筛选出不动杆菌(Acinetobacter sp.),挖掘该 菌能将柠碱转化为脱氧柠碱,继而转化为脱氧柠酸而抵达脱苦的宗旨。1983 至 1985 年间,Hasegawa 等先后将球形节杆菌、球形节杆菌Ⅱ、棒状杆菌固定于丙 烯酰胺上,用于柑橘汁的脱苦,对柠檬苦素和诺米林的脱除后果好。自后他又发 现假单胞菌 p.321-18 能诱导发作两种酶, 即柠碱盐脱氢酶和脱氧柠碱水解酶, 最 适 pH8.0 操纵,能将果汁中柠碱水解为柠碱盐 A-环内酯,从而下降了果汁中柠 碱的含量。现正在己有采用聚丙酰胺凝胶固定球形节杆菌(A.globiformis)用于脐橙 汁脱苦, 能有用的将柠碱和诺米林改动为非苦味物质,而对果汁其他因素简直不 发作影响。1988 年,Hasegawa 挖掘某些品种的柑橘中存正在类柠檬苦素-UDP-葡 萄糖变动酶, 它将类柠檬苦素上连合一个葡萄糖而将柠檬苦素转化为不苦的类柠 檬苦素葡萄糖苷。1995 年,Hasegawa 找到了编码类柠檬苦素-UDP-葡萄糖变动 酶的基因, 他们预备应用基因工程将该基因引入柑橘细胞中, 期望抵达自然脱苦。 1997 年, Hasegawa 从脐橙白皮层取得粗卵白, 通过 40%-80%硫酸铵盐析, DEAE 离子交流柱层析, 取得柠碱葡萄糖苷变动酶,该酶可同时催化柠碱和诺米林两者 的糖苷的天生。 罗水忠等人研商了乳酸菌对常山胡柚果汁中柠檬苦素的降解职能, 从众种菌 株中筛选到一株链球菌属乳酸菌,正在提拔 48 h 后对胡柚果汁柠檬苦素降解率达 66.7%。汪钊等人举办了柑橘果醋加工中柠檬苦素的微生物酶降解咨询,微生物 酶正在 pH 7.0、感化温度为 40 ℃的前提下,发酵后的果醋其柠檬苦素下降率达 55.6%。醋酸杆菌 AS1.41 是食物工业上常用菌种,安宁无毒,常用于分娩食醋。 罗自生等人将醋酸杆菌 AS1.01,AS1.41,AS1.44,AS1.216 四个菌株对柑橘汁 柠碱的脱苦举办对照,咨询挖掘 AS1.41 后果最好。正在温度 25 ℃,150 rpm 转速 下,脱苦率可达 58.3%。其感化机制未睹研商。 三、产酶菌株筛选及分辩


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