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β-葡萄糖苷酶(EC 3.2.1.21),属于水解酶类,能够水解结合于未端、非还原性的β-D-糖苷键,同时释放β-D-葡萄糖和相应的配基,是植物中醇系香气形成的关键酶类。近年来,对于β-葡萄糖苷酶的相关研究很多,但对于水生植物来源的β-葡萄糖苷酶却鲜有报导。本文首次对莲子中β-葡萄糖苷酶的提取、酶活性分析条件以及分离纯化、酶学性质做了初步研究。并尝试将莲子β-葡萄糖苷酶应用于荷叶饮料中,结合顶空固相微萃取法(HS-SPME)和气相-质谱联用仪(GC-MS)对荷叶饮料的香气成分及莲子β-葡萄糖苷酶对其增香效果进行了研究。主要实验结果如下:1莲子β-葡萄糖苷酶酶活性分析和提取条件本文采用pNPG法测定β-葡萄糖苷酶的活性。特征吸收波长、反应时间、温度和反应的缓冲液的pH值都会对β-葡萄糖苷酶活性的测定产生一定的影响。通过实验确定的最佳酶活测定条件为:测定波长:400nm;反应pH值:5.0;反应温度:56℃;反应时间:60min。按此方法测得新鲜莲子的酶活为1.78U/g,而干燥后的莲子酶活仍然有1.26U/g(两者均为折算为每克新鲜莲子酶活)。在酶液的提取过程中,缓冲液的种类和pH值对酶活有着很大的影响,本文实验表明在提取莲子中β-葡萄糖苷酶时使用pH6.0的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液效果较好,在酶的提取过程中样品与PVPP的最适比为5:1。2莲子β-葡萄糖苷酶的分离纯化莲子β-葡萄糖苷酶的硫酸铵盐析范围为50%-70%的饱和度,这个分级范围内包含有87.6%的酶活力。选用DEAE-52纤维素进行离子交换柱层析,选择分别含0mol/L、0.1mol/L NaCl和0.3 mol/L NaCl的pH 8.5的Tris-HCl缓冲液为洗脱液做梯度洗脱。经此离子交换柱层析后,纯化倍数为18.28,比酶活力达到286.67×10-3U/mg。再经Sephadex G-100纯化,纯化倍数可达32.57倍,比酶活力达到510.83×10-3U/mg,不过,经过一系列纯化过程后,酶的总活力大幅度下降,酶的得率仅为1.29%。3莲子β-葡萄糖苷酶的酶学性质莲子β-葡萄糖苷酶的最适反应温度为56℃,最适pH为5.0。热稳定性实验表明酶在30-50℃下较稳定,保温150min后仍然有较高的酶活;保存稳定性实验表明,在4℃低温下酶的稳定性较好,保存半个月后,其相对活性仍然可以达到91%;而pH稳定性实验表明在pH 5.0到7.0之间,酶较稳定且酶活最大,在碱性条件下酶活和稳定性均大幅度下降。酶对底物pNPG的米氏常数Km值为2.281mmol/L,最大反应速率Vmax为2.308 U/L。SDS-PAGE电泳实验表明莲子β-葡萄糖苷酶可能由两个亚基组成,其分子量分别为39.2KDa和30.1KDa。在低浓度环境下,Ca2+、Mg2+、Al3+、Zn2+对酶活几乎无影响,Mg2+在浓度为4.0 mmol/L的时候则能明显地促进酶活;Al3+和Zn2+在浓度高于6.0 mmol/L的时候,能显著地抑制酶活。Vc和半胱胺酸盐酸盐在低浓度(10mmol/L以下)条件下对酶活有很微弱的促进作用。氯化钠和亚硫酸钠对酶活的抑制作用均很明显,且浓度越大,抑制作用越强。4莲子β-葡萄糖苷酶对荷叶饮料的增香作用采用HS-SPME对荷叶饮料香气成分进行提取时,最佳萃取条件为:萃取温度50℃,萃取时间60min,顶空体积40ml。GC-MS分析结果表明荷叶饮料中香气的主要成分为醛类、酮类、醇类,他们占总香气成分的比例分别为19.69%、16.24%、6.25%。莲子β-葡萄糖苷酶对荷叶饮料确实有一定的增香作用,经过酶处理过后的荷叶饮料总香气成分增加了约12%,其中醛类、酮类、醇类这三类主要成分的在总香气中的相对含量变为17.18%、16.54%、8.82%。此外,酶处理对香气中酯类物质含量影响很大,经过酶处理后其在总香气中的相对含量由3.21%上升至7.64%。由于这些香味物质的增加,经过酶处理后的荷叶饮料香气更浓,气味更加柔和。