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果胶酶 编辑

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什么是果胶酶

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果胶酶是一组通过水解、转消除和去酯化反应分解果胶(一种存在于植物细胞壁中的多糖)的酶。通常被称为果胶的酶,它们包括果胶酶,pectozyme,和多聚半乳糖的一个研究最多的和广泛使用的商业果胶酶。它很有用,因为果胶是果胶状基质,可帮助将植物细胞粘合在一起,并嵌入其他细胞壁成分,如纤维素纤维。因此,果胶酶通常用于涉及植物材料降解的过程,例如加速从水果(包括苹果和木瓜)中提取果汁。自1960年代以来,果胶酶也被用于葡萄酒生产。果胶酶在酿造中的作用有两个,首先它有助于分解植物(通常是水果)材料,因此有助于从麦芽浆中提取风味。其次,成品酒中果胶的存在会导致混浊或轻微混浊。果胶酶用于分解这种物质,从而使葡萄酒清澈。

果胶酶可以从真菌中提取,例如黑曲霉。真菌产生这些酶来分解植物的中间层,这样它就可以从植物组织中提取养分并插入真菌菌丝。如果果胶酶被煮沸,它会变性(展开),使其更难与活性部位的果胶连接,并产生尽可能多的果汁。

自然界中的果胶酶

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果胶酶由各种植物(主要是真菌)、酵母、昆虫、细菌和微生物天然产生,但不能由动物或人体细胞合成。在植物中,果胶酶可水解细胞壁中的果胶,促进新的生长和变化。与其在植物中的作用类似,果胶酶在真菌发育阶段分解果胶。

果胶酶的特征

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果胶酶根据其与各种果胶物质的酶促反应如何进行(通过反式消除或水解)、首选底物(果胶、果胶酸或低聚-n-半乳糖醛酸)以及发生的裂解是随机的还是末端的进行分类。

反应途径

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果胶酶通过水解、反式消除和去酯化反应过程解聚果胶,分解将果胶中的羧基和甲基结合在一起的酯键。

内聚半乳糖醛酸酶通过以下途径的反应进行:

1,4-α-D-半乳糖醛酸)n+m+H2O=(1,4-α-D-半乳糖醛酸)n+(1,4-α-D-半乳糖醛酸)m

晶体结构

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所有果胶酶结构都包括一个由七到九个平行β-螺旋组成的棱柱形右手圆柱体。产生该结构棱柱形状的三个平行β螺旋被称为PB1、PB2和PB3,PB1和PB2产生反平行的β,PB3与PB2垂直。各种酯酶、水解酶和裂合酶的所有底物结合位点都位于结构上的突出环和PB1之间的中央平行β-螺旋结构的外部裂缝上。

果胶酶

最佳环境

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与所有酶一样,果胶酶具有最活跃的最适温度和pH值。例如,商业果胶酶通常可能在45至55°C下被激活,并在3.0至6.5的pH值下运行良好。

工业用途

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果胶酶在果汁和葡萄酒工业中扮演着各种角色。它们用于果汁中的澄清,还可以通过果肉的酶促液化来加速果汁的提取。此外,果胶酶有助于果汁工业中果肉产品的形成。果胶酶用于从果泥中提取汁液。这是在果胶酶分解底物果胶并提取果汁时完成的。果胶酶降低了生产果汁所需的活化能并催化反应。

果胶酶通过从水果中提取花青素而在葡萄酒工业中很有用,有效地加强了葡萄酒的着色。果胶酶还可用于从植物细胞的细胞壁中提取汁液。

果胶酶也用于纺织工业中的沤胶。添加螯合剂或用酸预处理植物材料可增强酶的作用。


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词条目录
  1. 什么是果胶酶
  2. 自然界中的果胶酶
  3. 果胶酶的特征
  4. 反应途径
  5. 晶体结构
  6. 最佳环境
  7. 工业用途

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