[发明专利]一种枣汁酶解用低甲酯化果胶酶菌种选育方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及果汁加工及菌种选育领域，特别涉及一些含果胶物质高的枣汁酶解用低甲酯化果胶酶菌种选育方法与应用。

背景技术

近年来，随着市场需求的增加，以红枣为原料的加工食品品种越来越丰富，随着新产品的进一步开发，枣加工制品的市场占有率将进一步提高。以鲜枣为原料的果汁饮料品种还较少，生产酸甜爽口又具有保健价值的红枣饮料很容易被消费者接受，是值得开发的饮料新品种。

但对于红枣这类果实，采用压榨法难以取汁，目前多采用浸提法进行取汁，工业上常用分批式和连续式两种浸提方式。为了提高果汁的出汁率，将浸提处理与酶法处理结合使用，可大大提高出汁率，且操作简单，但在现有的工艺中，大都注重出汁率而忽视副产物对品质的影响，例如使甲醇含量增高，其原因是果胶酶的组分十分复杂，包括果胶酯酶、果胶水解酶和果胶裂解酶等，来源不同，其种类和组分有所不同，酶学性质和作用方式也有所不同。由于不同微生物所产生的酶系有所不同，分解作用产物也有所不同。市场上适用于果汁方面的果胶酶，大部分含果胶酯酶组分较多，发生甲酯化反应，也就是产甲醇较多，对于含果胶物质相对较少的果汁影响不大，但对果胶物 质含量高的果实，处理后果汁甲醇含量增高较大，因此要选择适当组分酶系的果胶酶进行处理。

特别是以红枣发酵酒为例，红枣中含有丰富的果胶质和氨基酸，经过检测，果胶含量最高达≥3.7％，苹果中的果胶相对其他水果已经算较高的其含量在0.5％-1％，用果汁果胶酶提取的红枣汁发酵，红枣酒中的甲醇含量明显升高，首先是果胶酶解直接造成，其次才是发酵条件不当造成，使人们饮后易上头，并且过量甲醇会引起中毒，造成机体的严重危害，所以如何提高红枣酒的品质一直在研究中。

目前常用的果胶酶是由微生物产生，不同微生物产生的酶系不同，是一类复杂的组合酶，通常酶系中有聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶裂解酶(PL)、果胶酯酶(PE)，在食品、酿酒、环保、医药、纺织及洗涤剂行业应用十分广泛，它在食品工业中主要用于加工和果汁果酒的澄清。用果胶酶水解果汁中的果胶物质，可以提高果汁出汁率和澄清度。

果胶酶分解果胶物质的作用机理

聚半乳糖醛酸酶(PG)可以水解D-半乳糖醛酸a-1，4糖苷键，其作用方式见式I。PG按其切断a-1，4糖苷键方式作用于聚半乳糖醛酸时，使溶液粘度下降。因而聚半乳糖醛酸酶PG在果汁澄清中起重要作用。

聚甲基半乳糖醛酸裂解酶(果胶裂解酶PL)通过反式消去作用切断a-1，4糖苷键，其作用方式如式II所示。

果胶酯酶(果胶甲酯酶PE)是一种羧酸酯酶，属于水解酶，能促进脱脂化作用，从果胶的半乳糖醛酸聚糖主链上脱去甲基，从而释放酸性果胶和甲醇，其作用机制如式III所示。

PE专一性很强，对果胶的作用至少比非半乳糖醛酸酯快1000倍。PE对聚半乳糖醛酸中的甲酯有高度特异性，从酯化羧基中分裂出甲醇，而且速度非常快。

从III可知，果胶酯酶会产生甲醇，当果胶含量较多的水果，经过水解后，会使甲醇含量超标，因此，选择含有果胶酯酶PE组分较少的果胶酶进行水解一些含果胶多的水果就非常重要了。

红枣含有比其他水果较多的果胶(含量在1-3.8％，普通水果在0.1-0.3％)、蛋白质、多糖、氨基酸等物质，在用果胶酶处理枣汁时，由于我们常用的果胶酶的酶系中主要有聚半乳糖醛酸酶PG、裂解酶PL、果胶酯酶PE，其中的果胶酯酶的分解反应，会使甲氧基基团增加会导致甲醇含量过高，对今后的进一步加工品质有一定的影响。尤其用红枣发酵果酒，会产生过量的甲醇和杂醇油(异丁醇、戊醇等)，饮后容易“上头”抑制人的中枢神经，头晕恶心，甚至对人体造成伤害。

本发明通过在红枣上选育一株果胶酶产生菌，该菌产的果胶酶中果胶酯酶PE组分含量低，但PG、PL他组分的产酶能力一般，通过与高产菌进行细胞融合，获得一株产PE组分低，产PG、PL组分高的优良菌株，该菌所产的果胶酶水解枣汁后降低了甲醇含量，提高了枣汁品质。通过优化培养条件以及放大实验，确定该菌株的最佳产酶条件，为今后红枣果汁系列加工做好前处理工作，尤其是开发功能性枣汁水 解液、多肽枣汁液、发酵枣酒、发酵枣醋等方面打下良好基础。在枣汁系列制品加工中有很重要的意义。

发明内容