食药用菌与酶课件.ppt
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1、食药用菌与酶文档ppt2(二)食药用菌的生长特点(二)食药用菌的生长特点:利用树木(包括树枝、树叶)、秸秆、棉籽壳等;这些原料的主要成分是纤维素、木质素、半纤维素和果胶质等。3原料名称 纤维素半纤维素 木质素木材40-6010-3020-30秸秆30-3615-3518-32棉籽壳37-4822-2529-32稻草20-2535-369-15 不同原料的木质纤维素含量(不同原料的木质纤维素含量(%)4图图1 木质纤维素结构示意图木质纤维素结构示意图5图图2 纤维素的结构示意图纤维素的结构示意图纤维素(纤维素(cellulose)、是由许多葡萄糖基相互以糖甙键是由许多葡萄糖基相互以糖甙键连接而成
2、的线性高分子,纤维素的重复单元是纤维素二糖连接而成的线性高分子,纤维素的重复单元是纤维素二糖(cellobiose)6图图3 半纤维素的结构示意图半纤维素的结构示意图半纤维素(半纤维素(hemicelluloses)是由木糖、甘露糖、半乳糖、是由木糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖和葡萄糖等多糖基阿拉伯糖和葡萄糖等多糖基组成的一种聚合物。具有多组成的一种聚合物。具有多而短的支链,主链上一般不而短的支链,主链上一般不超过超过150200个糖基。个糖基。7图图4 木质素的基本组成单元木质素的基本组成单元木质素(木质素(lignin)是一种具有芳香族特性,以苯丙烷)是一种具有芳香族特性,以苯丙烷为结构单元
3、,非结晶性的,三维高分子网状化合物。为结构单元,非结晶性的,三维高分子网状化合物。重复结构单元缺乏规律性和有序性。重复结构单元缺乏规律性和有序性。84葡聚糖纤维二糖水解酶作用于纤维素分子非还原性末端的-1.二、纤维素酶 cellulase碱性纤维素酶:鬼伞、草菇等。酶活力单位(国际单位):在特定条件下,每1min催化1mol的底物转化为产物的酶量定义为1个酶活力单位。残留的羧基单元以游离酸的形式存在或形成铵、钾钠和钙等盐。铜离子对灵芝TR6号菌株产漆酶的影响分子量:60-100KDa;重复结构单元缺乏规律性和有序性。成分主要为内切-1.4糖苷键,产物为葡萄糖4糖苷键,产物为葡萄糖祥见:酶制剂生
4、产技术,科学出版社,孙俊良,2007年1月4糖苷键,产物为葡萄糖饲料添加剂:提高饲料的利用率;铜离子对灵芝TR6号菌株产漆酶的影响碳源对灵芝TR6号菌株产漆酶的影响4葡聚糖葡萄糖水解酶作用于纤维素分子非还原性末端的-1.(3)作用方式:多种酶协同作用。它具有水溶性,工业上即可分离,其分子量约5万一30万。果胶果胶(Pectin)是一组聚半乳糖醛酸。它具有水溶性是一组聚半乳糖醛酸。它具有水溶性,工业工业上即可分离上即可分离,其分子量约其分子量约5万一万一30万。在适宜条件下其溶液万。在适宜条件下其溶液能形成凝胶和部分发生甲氧基化(甲酯化,也就是形成甲能形成凝胶和部分发生甲氧基化(甲酯化,也就是形
5、成甲醇酯)醇酯),其主要成分是部分甲酷化的其主要成分是部分甲酷化的a(l,4)一一D一聚半乳糖一聚半乳糖醛酸。残留的羧基单元以游离酸的形式存在或形成铵、钾醛酸。残留的羧基单元以游离酸的形式存在或形成铵、钾钠和钙等盐。钠和钙等盐。9(三)食药用菌的酶系统(三)食药用菌的酶系统:纤维素酶、半纤维素酶、木质素酶、果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶、木质素酶、果胶酶、淀粉酶、蛋白酶淀粉酶、蛋白酶10二、纤维素酶二、纤维素酶 cellulase(1)组分:纤维素酶内切-1.4葡聚糖水解酶,俗称Cx酶随机内切纤维素大分子中的-1.4糖苷键,产物为纤维糊精,纤维寡糖外切-1.4葡聚糖水解酶,俗称C1酶-1.4葡聚
6、糖葡萄糖水解酶作用于纤维素分子非还原性末端的-1.4糖苷键,产物为葡萄糖-1.4葡聚糖纤维二糖水解酶作用于纤维素分子非还原性末端的-1.4糖苷键,产物为纤维二糖-1.4葡萄糖苷酶,俗称C1酶水解纤维二糖,纤维寡糖的-1.4糖苷键,产物为葡萄糖11漆酶高产菌株培养条件的优化铜离子对灵芝TR6号菌株产漆酶的影响4葡聚糖水解酶,俗称C1酶(6)生产菌株:木霉和曲霉,固体发酵4糖苷键,产物为葡萄糖(1)半纤维素的组成:木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、甘露糖、乳糖和糖醛酸等混合组成的杂多糖;碳源对灵芝TR6号菌株产漆酶的影响这些原料的主要成分是纤维素、木质素、半纤维素和果胶质等。饲料添加剂:提高饲料的利用率;成
7、分主要为内切-1.灵芝TR6号漆酶分离纯化4糖苷键,产物为葡萄糖是一种多功能酶,可酶切木糖苷键、-阿拉伯糖苷键、-葡萄糖糖苷键和-半乳糖糖苷键,还具有1,4-木糖苷转移酶和1,3-木糖苷转移酶活性。不同铜离子浓度对灵芝TR6号菌株漆酶活性的影响(5)纤维素酶的生产菌株:绿色木霉、康氏木霉单体、二聚体或四聚体;木质素酶ligninase大豆加工中作用:促进大豆脱皮,增加水溶性蛋白的得率;铜离子对灵芝TR6号菌株产漆酶的影响这些原料的主要成分是纤维素、木质素、半纤维素和果胶质等。内切1,4-木聚糖酶:单亚基蛋白质(6)生产菌株:木霉和曲霉,固体发酵12cellobioseCellulose cry
8、stal13(2 2)结构和性质:)结构和性质:14 胞外酶pH:酸性纤维素酶:木腐菌。pH4.5-5.5 碱性纤维素酶:鬼伞、草菇等。pH 7-10温度:40-60分子量:45000-76000;15(3)作用方式:各组分酶协同作用)作用方式:各组分酶协同作用结晶纤维素可反应的纤维素=葡萄糖n葡萄糖n纤维二糖葡萄糖图4 纤维素的作用机理-葡萄糖苷酶内切葡聚糖酶内切葡聚糖酶外切葡聚糖酶16(4)纤维素酶活力的测定方法)纤维素酶活力的测定方法酶活力单位(国际单位):在特定条件下,每1min催化1mol的底物转化为产物的酶量定义为1个酶活力单位。滤纸糖化力法:测定总纤维素酶活力CMC糖化法:测定外
9、切-1,4-葡聚糖的活力和内切酶活力的总和。CMC液化力法:测定内切-1,4-葡聚糖酶的活力。祥见:祥见:酶制剂生产技术酶制剂生产技术,科学出版社,孙俊良,科学出版社,孙俊良,2007年年1月月17(5)纤维素酶的生产菌株:绿色木霉、康氏木霉)纤维素酶的生产菌株:绿色木霉、康氏木霉 成分主要为内切-1.4葡聚糖水解酶Cx和C1外切-1.4葡聚糖水解酶,俗称C1酶(6)纤维素酶的应用纤维素酶的应用大豆加工中作用:促进大豆脱皮,增加水溶性蛋白的得率;淀粉加工中的作用:缩短加工时间,增加得率;果汁加工中的作用:促进汁液澄清;饲料添加剂:提高饲料的利用率;18半纤维素酶半纤维素酶 hemicellul
10、ase(1)半纤维素的组成:)半纤维素的组成:木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、甘露糖、乳糖和糖醛酸等混合组成的杂多糖;木聚糖是主要成分;(2)半纤维素酶主要酶种:)半纤维素酶主要酶种:内切1,4-木聚糖酶、外切-1,4木糖苷酶等;(3)作用方式)作用方式:多种酶协同作用。先由内切1,4-D-木聚糖酶切成木寡糖,再由外切-木糖苷酶分解成木糖;同时需要-L-阿拉伯糖苷酶、-D-葡萄糖醛酸酶、乙酸酯酶和 阿魏酸酯酶等的参与木糖与侧链取代基之间的糖苷键,以提高降解效率。19(4)木聚糖酶)木聚糖酶(xylanase)的结构与性质的结构与性质木聚糖的结构木聚糖的结构2021性质性质Xylanase struct
11、ion22灵芝TR6号漆酶分离纯化4葡聚糖水解酶Cx和C1外切-1.残留的羧基单元以游离酸的形式存在或形成铵、钾钠和钙等盐。(6)生产菌株:木霉和曲霉,固体发酵4糖苷键,产物为葡萄糖碱性纤维素酶:鬼伞、草菇等。氮源对灵芝TR6号菌株产漆酶的影响铜离子加入时间对灵芝TR6号菌株漆酶分泌的影响它具有水溶性,工业上即可分离,其分子量约5万一30万。是一种多功能酶,可酶切木糖苷键、-阿拉伯糖苷键、-葡萄糖糖苷键和-半乳糖糖苷键,还具有1,4-木糖苷转移酶和1,3-木糖苷转移酶活性。成分主要为内切-1.不同铜离子浓度对灵芝TR6号菌株漆酶活性的影响(6)生产菌株:木霉和曲霉,固体发酵分子量:60-100
12、KDa;pH:酸性纤维素酶:木腐菌。葡萄糖氧化酶(glucose-L-oxidase);这些原料的主要成分是纤维素、木质素、半纤维素和果胶质等。灵芝TR6号漆酶分离纯化漆酶高产菌株培养条件的优化漆酶高产菌株培养条件的优化4葡聚糖纤维二糖水解酶作用于纤维素分子非还原性末端的-1.4葡聚糖纤维二糖水解酶作用于纤维素分子非还原性末端的-1.u内切1,4-木聚糖酶:单亚基蛋白质pH值最适反应温度 等电点值 分子量4-740-603.6-10.38-145KD23u-木糖甘酶:单体、二聚体或四聚体;分子量:26000-360000;等电点:3.3-6.3;是一种多功能酶,可酶切木糖苷键、-阿拉伯糖苷键、
13、-葡萄糖糖苷键和-半乳糖糖苷键,还具有1,4-木糖苷转移酶和1,3-木糖苷转移酶活性。木聚糖的完全降解需要各种酶与底物分子有完木聚糖的完全降解需要各种酶与底物分子有完全的立体配位才能高效进行全的立体配位才能高效进行24(5)木聚糖酶活力的测定方法)木聚糖酶活力的测定方法1)DNS法:常用2)Somogyi-Nelson法:试剂有一定毒性,少用3)RBB-Xylan法:简单、灵敏度高、较准确,但价格贵。(6)生产菌株:木霉和曲霉,固体发酵)生产菌株:木霉和曲霉,固体发酵25(7)木聚糖酶的应用木聚糖酶的应用造纸工业:纸浆用木聚糖酶预处理后,减少漂白过程中有毒化学药品的使用量,并且改善漂白效果;食
14、品行业:作为食品增稠剂、脂肪替代物或冷冻食品添加剂。低聚木糖是很好的肠道保健品;饲料行业:提高饲料的利用率。26木质素酶木质素酶ligninase木木质质素素的的分分子子结结构构(1)27(2)木质素酶系:)木质素酶系:主要有:木质素过氧化物酶(lignin peroxidase,Lip);锰过氧化物酶(Manganese peroxidase,MnP);漆酶(漆酶(laccase,Lac)。其他:芳醇氧化酶(aryl-alcohol oxidase,AAO);乙二醛氧化酶(gyoxal oxidase,GLOX);葡萄糖氧化酶(glucose-L-oxidase);酚氧化酶、过氧化氢酶等。2
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