微生物发酵生产果胶酶的研究概述

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1、第39卷第1期2010年1月发酵科技通讯微生物发酵生产果胶酶的研究概述疏秀林施庆珊欧PEl友生陈仪本(广东省微生物研究所广东省菌种保藏与应用重点实验室广东省微生物应新技术公共实验室广东广州5loo7o)摘要：果胶酶是一类分解果胶质的酶的总称，在当前的生物工程领域中起着非常重要的作用。果胶酶最主要的来源是通过微生物发酵生产。本文介绍了微生物果胶酶产生茵、高产果胶酶菌种选育、微生物发酵工艺等方面的研究进展，并展望了国内果胶酶发酵生产的研究方向及前景。关键词：果胶酶微生物发酵果胶酶(Pectinase)是世界四大酶制剂之一，是霉属(As

2、pergillus)、青霉属(Penicilum)、镰孢属分解果胶质酶类的总称，主要包括原果胶酶、果胶(Fusarium)、克鲁维氏酵母(Kluyvermyoes)，其中曲酯酶、多聚半乳糖醛酸酶和果胶裂解酶四大类”1。霉属有：黑曲霉(Aspergiluts／niger)、米曲霉(As—天然来源的果胶酶广泛存在于动植物和微生物pergillusoryzae)黄曲霉(Aspergillusflavus)、日本中，但动、植物来源的果胶酶产量低难以大规模提曲霉(Aspergillusjaponica)、酱油曲霉(Aspergillus取制

3、备，微生物则是生产果胶酶的优良生物资I21，sojae)。其它菌属有：灰霉菌(Botrytiscinerea)、镰孢在微生物中，细菌、放线菌、酵母和霉菌都能代谢菌(Fusariumspp)、青霉菌(Penicilliumaxalicum)、啤合成果胶酶。果胶酶在当前的生物工程领域中起酒酵母(Saccharomycesceroisiae)。目前研究最多的着非常重要的作用，不仅可用于食品工业如水果是黑曲霉，国内外多用其作为果胶酶的来源。加工及葡萄酒生产等方面，还广泛应用于麻类脱1．2细菌果胶酶产生菌胶、木材防腐、生物制浆、环境保护、污

4、物软化处理能够生产果胶酶的细菌一般属于假单孢菌属和饲料等行业中131。另外，研究表明，果胶酶降解(Pseudomonas)、黄单孢菌属(Xanthomonas)、欧文氏果胶而得到的果胶分解物对食品有很强的抗菌作菌属(Erwinia)、芽孢杆菌属(Bacillus)、梭菌属用，特别是对大肠杆菌有显著的抑制增殖作用。(Clostridium)等。其中菌种包括节杆菌(Arthrobac—2O世纪90年代中期，果胶分解物作为天然防腐ter)、芽孢杆菌(Bacillussp)、短小芽孢杆菌(B．pumil—剂开发成功。目前，国外以果胶分解物

5、为主要成lum)等。分，配合其它天然防腐剂，已广泛应用于酸菜、成近年来，一些来源于细菌杆菌属的碱性果胶鱼、牛肉饼等食品的防腐I5】。酶日益受到重视91，目前放线菌产果胶酶的研究报道很少，国内有关报道仅限吴琼『】ol等人。1产果胶酶的微生物2果胶酶高产菌株的选育许多微生物都具有产生果胶酶的能力，目前研究和应用较多的是真菌，并且在真菌中尤以曲产果胶酶的菌种一般可以从腐烂的果蔬或果霉属最为常用。园泥土中分离，并通过利用果胶作为唯一碳源的1．1真菌果胶酶产生菌培养基筛选出来。野生菌株的酶活力往往很低，必真菌中的果胶酶产生菌有很多，主要包括

6、曲须对其进行诱变育种，以期得到酶活较高的菌株。发酵科技通讯第39卷国内外学者在菌种选育方面做了大量工作。stattefermentation，ssv)和液态发酵(Submergedfer．我国学者对果胶酶菌种选育的研究始于上世mentation，SMF)两种类型。液态发酵所采用的果胶纪8O年代，有关报道集中在曲霉属。在诱变育种质底物大都是不同来源的果胶产品，而固态发酵方法方面，国内外大多采用紫外线、亚硝基胍、可以采用农业废弃物或农产品加工副产品作为碳C060亚硝酸等理化诱变。源和果胶酶诱导物。但是不同培养方式对果胶酶进入2l世纪以

7、来产果胶酶菌种的选育得到生产的影响不同。Ghildya等人报道SSF的产酶水了更大的发展。郭爱莲等ll1人对野生菌株应用紫平要比SMF工艺高。随后一些报道提出SSF产生外线、硫酸二乙酯、亚硝基胍和紫外线复合诱变及的果胶酶生理特性与SMF所产果胶酶有很大的氦氖激光等多次反复诱变，诱变后菌株酶活比原不同。Solis—pereira等人报道黑曲霉SSF产果胶酶始菌株提高了近3．1倍。Hadj-TaiebNt习采用亚硝时受代谢阻遏的影响比SMF产果胶酶时所受影酸对Penicilliumoccitanis进行诱变，得到1株组响要小。Acun

8、a—arguelles等人报道同一黑曲霉菌成突变型菌株，该菌株产酶活力远远高于原始菌株SSF产果胶酶与SMF产果胶酶间有许多不同，株，并且不需果胶或其类似物的诱导，降低了生产SSF易获得最高的水解酶类，其理化性质也不同成本。SMF。如对极端环境和温