高壓脈沖電場對多聚半乳糖醛酸酶活力及結(jié)構(gòu)作用研究.pdf

1、高壓脈沖電場作為一種新興的非熱力物理殺菌技術(shù),因殺菌鈍酶效果好,作用時間短,作用溫度低,能耗小,無污染,能最大限度地保持食品的天然風味等優(yōu)點,在果蔬汁殺菌鈍酶中有極大的潛在應(yīng)用前景。本文以果膠酶中的多聚半乳糖醛酸酶(PG)為研究對象,探討高壓脈沖電場(PEF)作用PG酶的影響因素；并從脈沖電場作用酶的單位體積能量輸入的角度,建立PEF作用酶的能量動力學方程；其次應(yīng)用圓二色譜和熒光光譜分析。PG酶的二級和三級結(jié)構(gòu)的變化情況,探究PEF作用

2、PG酶的機理；最后,將PEF應(yīng)用于實際果汁中PG酶的鈍化,探究其鈍化規(guī)律和影響因子,及其貯藏過程中酶活力的變化。具體開展的研究簡介如下:
　　 1.從高壓脈沖電場設(shè)備的參數(shù)和處理酶液的特性入手,探討脈沖頻率、脈沖寬度、脈沖時間、脈沖電場強度、酶液電導率、酶液進樣溫度等因素,對PEF作用PG酶的影響,發(fā)現(xiàn)脈沖頻率和脈沖寬度影響不顯著,起主要影響因素的是脈沖電場強度、脈沖作用時間和酶液電導率,另外酶液的進樣溫度也有顯著影響,以上相關(guān)

3、因素在特定范圍內(nèi)的正向變化都會促進PEF對酶的鈍化。
　　 2.研究發(fā)現(xiàn)不管調(diào)節(jié)脈沖電場強度、脈沖作用時間,還是酶液的電導率,都存在一個臨界的脈沖作用強度,使得PEF對PG酶的活力開始有鈍化作用,該臨界作用強度就是酶溶液單位體積接收到的能量Qv。建立酶相對殘余酶活R與單位體積能量Qv的關(guān)系模型,R=1 lNR=-kq·ln[Qv/Qc]Qv≤Qc Qv≥Qc,該模型對實驗數(shù)據(jù)的擬合度極高,R2>0.98,各條件下擬合出的參數(shù)十分

4、接近,參數(shù)kq值在0.75～0.89之間,Qc在210～220MJ／m3。
　　 3.利用光譜儀器分析PG酶的構(gòu)象,發(fā)現(xiàn)PG酶的二級結(jié)構(gòu)為全β型,當單位體積脈沖能量輸入Qv大于臨界能量輸入Qc,其β折疊的含量顯著減少,認為脈沖作用降低了PG酶β-折疊結(jié)構(gòu)的含量,使得酶活力損失；熒光光譜分析,發(fā)現(xiàn)PG酶蛋白的激發(fā)光譜為282nm,發(fā)射光譜為338nm,單位體積脈沖能量輸入大于臨界值時,酶蛋白發(fā)射光譜的峰值發(fā)生變化,隨著能量的輸入熒

5、光強度先增強后減弱；UV-vis分光光度計分析,PEF作用達到一定強度PG酶蛋白發(fā)生凝聚。
　　 4.PEF對不同介質(zhì)中的PG酶的鈍化效果,存在差異,依次是蒸餾水>西瓜汁>胡蘿卜汁>枇杷汁,前者比后者更容易鈍化。影響PEF鈍化不同介質(zhì)中的PG酶的因素,主要是介質(zhì)電導率和可溶性固形物含量,高電導率和低可溶性固形物含量有利于PEF對PG酶的鈍化。方程R=1 lNR=-kq·ln[Qv/Qc]Qv≤Qc Qv≥Qc可以表征不同介質(zhì)中P