酒曲中芽孢杆菌凝乳酶的酶学特性及在干酪中的应用研究

来源 :北京工商大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:ulysseschen
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凝乳酶在干酪生产中起到使原料乳凝固的关键作用,还会影响干酪的质构和风味。本课题首先从黄酒麦曲中筛选得到一株高产凝乳酶细菌菌株,经鉴定为甲醇芽孢杆菌(Bacillus methanolicus),并研究了甲醇芽孢杆菌凝乳酶的酶学特性和结构特性,最后将其应用于马苏里拉干酪中。本研究的结果如下:(1)从黄酒麦曲中分离筛选得到两株产凝乳酶的优良细菌菌株甲醇芽孢杆菌LB-1(B.methanolicus)和枯草芽孢杆菌LB-2(Bacillus subtilis),通过测定凝乳活性和蛋白水解活性曲线发现,发酵24h时凝乳活性(milk clotting activity,MCA)最高,分别为269.66±0.78 SU/m L和187.50±1.4 SU/m L,此时的蛋白水解活性(proteolytic activity,PA)分别为1.476±0.49 U/m L和1.29±1.41 U/m L,C/P(MCA/PA)值分别为187.50和145.34。LB-1菌株的凝乳活性高于LB-2菌株的凝乳活性,后续实验中选择甲醇芽孢杆菌LB-1用于研究分析。(2)通过单因素实验和响应面实验对菌株发酵产酶的培养基组分进行优化后获得最佳组分为乳糖4.14g/L,干酪素7.47g/L,K2HPO40.6g/L和酵母浸粉8.31g/L,此时的凝乳活性为329.90 SU/m L,接近理论预测值379.53 SU/m L。然后对培养条件进行优化,获得最佳发酵产酶条件为发酵时间57.23h,发酵温度32.43℃,p H值6.77,在该条件下测得凝乳活性为578.40SU/m L,接近理论预测值530.68 SU/m L,且经过优化后的凝乳活性是优化前的2.14倍。(3)经分离纯化后获得的凝乳酶活性为597310±0.13SU/g,且该酶的最适温度为50℃,最适p H值为6.5。LC-MS蛋白质谱将该酶鉴定为ID I3EB99,且该酶二级结构中α-螺旋少于β-折叠,通过构建大肠杆菌表达载体获得重组凝乳酶,其凝乳活性为15870±1.17 SU/g,符合干酪生产加工的要求。(4)为了研究甲醇芽孢杆菌凝乳酶对马苏里拉干酪加工特性的影响,以甲醇芽孢杆菌凝乳酶、混合酶制剂(含10%质量分数的甲醇芽孢杆菌凝乳酶和90%质量分数的商品酶)制作的马苏里拉干酪为实验组,以商品酶干酪为对照组,测定不同组别干酪成熟期间的质构、风味的变化,其中甲醇芽孢杆菌凝乳酶干酪与商品酶干酪差异较大,感官评定得分偏低,混合酶干酪与对照组质构与感官得分一致,因此甲醇芽孢杆菌凝乳酶可以作为商品酶的部分代替品应用在干酪的生产中。
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