白腐菌发酵产漆酶工艺的研究及其在面制品中的应用初探

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漆酶(Laccasc, EC1.10.3.2.),是一种含铜的多酚氧化酶,可以催化氧化酚类化合物,脱去羟基上的电子或质子,形成自由基,导致酚类及木素类化合物降解,同时使分子氧被还原为水,由于它催化性能特殊,作用底物广泛,引起人们越来越浓厚的兴趣,在生物、化学和环境领域表现出广阔的应用价值,成为当下的一个研究热点。目前,对漆酶的研究主要集中在菌种筛选、培养条件优化、酶的固定化和对污染物的处理等方面。真菌漆酶的合成水平与菌株本身的产酶能力密切相关,同时还受到环境条件的影响,如碳源、氮源、诱导剂等多种因素,诱导剂添加与否、添加量及添加时间对漆酶酶活的影响十分显著。本实验在液体培养的条件下,研究各种因素对贝壳状革耳菌P. conchatus合成漆酶能力的影响,包括培养条件中的接种量、温度、时间、转速、pn值以及培养基中的碳源、氮源、碳氮比、诱导因素。结果表明,当碳源为葡萄糖,氮源为酵母膏,C/N比为15:1时,P. conchatus合成漆酶酶活达到8795U.L-1;在初始培养基中,添加1.5%麦麸与1mmol/L Cu2+共同诱导漆酶合成,酶活可达到51004U.L-1;将Cu2+的添加时间改在发酵后第4天,添加量为3mmol/L,其他条件不变,漆酶酶活达到101968U.L-1,比在初始培养基中添加1mmol/L Cu2+所达到的酶活高了近两倍。参考摇瓶产漆酶的工艺条件,将白腐菌发酵放大到5L发酵罐中,初步尝试扩大化生产。从摇瓶到发酵罐,剪切力和溶氧都发生很大的改变,分泌漆酶的酶活达不到摇瓶中的酶活,发酵罐中酶活为60085U.L-1。对发酵产物进行初步处理,漆酶的酶学性质表现为:最适反应温度为45℃,在4℃条件下进行保存,有最好的热稳定性,经过20d,相对酶活为96.4%;最适反应pH值为7,在4℃条件下,漆酶在pH值为8的环境中稳定性最好,经过20d,相对酶活为90.5%;Mg2+、Mn2+、Zn2+、Cu2+在浓度为1mmol/L时对白腐菌P. conchatus表现出微弱的激活作用,而K+、Ca2+、Ba2+、Al3+、Fe3+、Mg2+、Fe2+这些离子表现出明显的抑制作用,特别是在浓度为5mmol/L时,抑制作用更为明显。在漆酶的氧化性以及漆酶与面粉中的阿魏酸能形成凝胶两者的共同作用下,漆酶能很好的改善面制品的品质。在馒头的制作过程中,漆酶能很好的改善馒头的内外部品质,使其更白,结构更为细密均匀,体积变大,富有弹性不易出现塌陷的情况;在馒头的保存过程中,漆酶能形成凝胶,降低馒头中水分的挥发速度和挥发量,从而更好的保持馒头中的水分;在湿面片的制作过程中加入漆酶,能使湿面片具有更好的抑菌作用。
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