堿性果膠酶的應用進展第一頁，共二十七頁，2022年，8月28日果膠酶是指能夠催化果膠質分解多種酶的總稱。果膠酶最初是由MacDonnell從桔子里提取得到的。果膠質-果膠酶的作用底物廣泛存在于高等植物中,是植物細胞間質和初生細胞壁的重要組分,在植物細胞組織中起著“黏合”作用。第二頁，共二十七頁，2022年，8月28日果膠質結構化學的研究表明,果膠質的化學結構比較復雜,能夠催化其分解的果膠酶也是種類繁多。果膠酶根據分解糖苷鍵的反應性質或降解底物的性質可以分為3大類:果膠水解酶、果膠裂解酶和果膠酯酶。果膠酶按其作用最適pH分為酸性果膠酶和堿性果膠酶。第三頁，共二十七頁，2022年，8月28日堿性果膠酶是在堿性范圍內具有較高活性的果膠酶。目前研究和應用較多的是酸性果膠酶,主要用于水果榨汁和果汁澄清,其酶作用最適pH在偏酸性范圍,堿性果膠酶的研究可擴展果膠酶的應用范圍。堿性果膠酶是非常重要的工業酶制劑之一,具有不可估量的潛在應用價值。本文對堿性果膠酶的應用情況進行綜述。第四頁，共二十七頁，2022年，8月28日1食品行業

1.1茶葉和咖啡發酵在咖啡發酵過程中利用產堿性果膠酶微生物除去咖啡豆的黏表皮。有時添加堿性果膠酶來去除含大量果膠質的果肉狀表層。纖維素酶和半纖維素酶的協同作用可促進咖啡豆黏表皮的降解。堿性果膠酶也可用于茶葉加工。堿性果膠酶處理可促進茶葉發酵,不過要仔細調節用酶劑量以免破壞茶葉。堿性果膠酶還可通過破壞茶葉中的果膠物質來改善速溶茶粉在沖泡過程中形成泡沫的性能。第五頁，共二十七頁，2022年，8月28日1.2榨油包括堿性果膠酶在內的細胞壁降解酶可以用于植物油的榨取過程,如在橄欖油榨制時加入堿性果膠酶可破壞起乳化作用的果膠來提高油的收率,而且榨出的油貯存時也非常穩定,多酚類物質和VE含量也有所增加。第六頁，共二十七頁，2022年，8月28日1.3誘導植物抗病的綠色食品生產自20世紀90年代以來,果膠酶作為參與誘導植物自身防御系統的有效酶制劑已引起人們的極大關注。果膠酶誘導植物抗病的機理是:

果膠酶可降解寄主組織的果膠質產生寡聚糖片段,這些寡聚糖片段是內源激發子,可以與植物細胞膜上的“受體”(一種結合蛋白)結合,產生激發植物防衛反應的信號。第七頁，共二十七頁，2022年，8月28日這些防衛機制包括:

抗微生物的植保素的合成和積累,攻擊病原物表面多聚物的糖基水解酶的產生,抑制病原物降解酶的蛋白抑制物的合成,由于胼胝質、富含羥脯氨酸糖蛋白或木質素沉積而對植物細胞壁的修飾作用等。第八頁，共二十七頁，2022年，8月28日同時,植物細胞壁的聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIP)與內切果膠酶結合,控制內切果膠酶的活性,降低其對寄主組織的破壞性;內切果膠酶和PGIP的相互作用在寄主與病原菌之間的分子識別中起核心作用。第九頁，共二十七頁，2022年，8月28日用果膠酶作為新型生防農藥具有以下優點:

對人畜無害,不污染環境,不傷害天敵病原物,不會產生抗藥性,用量低。因此果膠酶有望開發為一類很有潛力的無公害生防農藥。第十頁，共二十七頁，2022年，8月28日經本實驗室的研究表明:堿性果膠酶也能用于誘導植物抗病,效果很好。可將堿性果膠酶用作生物農藥用于綠色食品的生產,減少化學農藥的施用量和化學農藥對環境和人類的危害。第十一頁，共二十七頁，2022年，8月28日1.4其他堿性果膠酶可用于從桔皮中提取香料油和胡蘿卜素等醫用原料;用于果汁的制備,可提高水果出汁率,改善果汁過濾效果,加速和增強果汁的澄清作用;提取香料和提高葡萄酒的收率。第十二頁，共二十七頁，2022年，8月28日2紡織行業

2.1棉纖維的生物精練棉以其特有的吸濕、透氣、保暖等特點而擁有眾多消費者。原棉纖維由以纖維素為主要成分的次生膜和覆蓋在其上的初生膜和表皮組成,其雜質主要存在于初生膜和表皮中。存在于原棉中的雜質,因棉花的種類、產地的不同而異,一般為棉纖維組成的4%～5%。棉精練工序在織物漂白、染色等加工過程之前,是以去除這些雜質,提高織物的濕潤性為目的的加工過程。第十三頁，共二十七頁，2022年，8月28日傳統精練加工過程通常使用大量的堿、螯合劑和表面活性劑進行高溫處理,使棉的雜質分解、乳化而去除,以增強棉纖維的濕潤性。為此,必須用酸中和以及大量的水沖洗,因此需要排放大量廢水,污染環境,同時還會對棉纖維造成一定的損傷,使纖維失重、強度下降,影響棉織物的品質。第十四頁，共二十七頁，2022年，8月28日最近科學家們已分離出能很好地水解果膠物質的堿性果膠酶,可有效用于棉纖維的精練,可使綿纖維上的果膠物質水解,而非纖維素類的雜質被釋放出來,分散或乳化于煮練浴中,從而增強其潤濕性而不會像纖維素酶那樣攻擊棉纖維素而降低棉纖維的強度。第十五頁，共二十七頁，2022年，8月28日大量實驗表明:同傳統精練技術相比,采用堿性果膠酶對棉纖維進行精練至少可使棉纖維獲得相同的濕潤性,而且其成本要比傳統精練技術低。在染色和移染性方面也無明顯的差別,而織物的手感比傳統處理的柔軟。第十六頁，共二十七頁，2022年，8月28日由于采用堿性果膠酶對棉纖維進行精練對環境友好,作業環境安全,能耗、失重率低,棉織物手感柔軟,棉纖維的濕潤性較好、強度幾乎不降低,且沒有成本較高的障礙,因此其應用前景十分廣闊,并很快將達到世界規模。第十七頁，共二十七頁，2022年，8月28日2.2植物韌皮纖維脫膠目前堿性果膠酶在苧麻、亞麻、黃麻和大麻等麻類植物的脫膠工藝中有效應用并越來越受到重視。堿性果膠酶脫膠有許多優點:不破壞植物纖維,不污染環境,節約能源。麻類纖維是非常優良的紡織品原料,但是這些纖維中除了含有纖維素外還含有20%~30%的果膠質。脫膠就是從植物纖維中除去有黏性的非纖維物質。第十八頁，共二十七頁，2022年，8月28日傳統的脫膠工藝是把麻浸泡在強堿溶液中24h在沸水中煮1~4h,漂洗,中和,清洗,烘干后再用柔軟劑處理以防止纖維脆弱。這種方法能耗高,排放大量有毒物質嚴重污染環境,且損害部分纖維,對其質量造成一定影響。第十九頁，共二十七頁，2022年，8月28日用微生物和酶脫膠可以克服以上的缺點。用堿性果膠酶處理時可以有效快速除去與纖維粘著的膠類物質,不損害麻類纖維。第二十頁，共二十七頁，2022年，8月28日3造紙行業隨著生物技術的發展和人們對環境的重視,酶在造紙行業的應用越來越受到重視。許多國家已把甘露聚糖酶、堿性果膠酶和漆酶用于造紙業中。在熱磨機械紙漿過程中,溶解性的膠體物會從真葉木原料中釋放出來。這些膠體物質主要是溶解性陰離子多糖(果膠或聚半乳糖醛酸),在造紙過程中嚴重影響過濾,需要添加大量的陽離子聚合物來去消除其危害。第二十一頁，共二十七頁，2022年，8月28日紙漿中的聚半乳糖醛酸與陽離子聚合物的結合能力與其聚合度有關,聚合度小于3時消耗陽離子不明顯,聚合度大于6時則會大量消耗陽離子。堿性果膠酶可以將果膠或聚半乳糖醛酸降解,減少陽離子聚合物的消耗量,提高紙漿的質量。第二十二頁，共二十七頁，2022年，8月28日4環境領域在柑橘加工和蔬菜加工過程中會產生大量含果膠的廢水,傳統的處理方法包括以下步驟:物理脫水、噴淋沖洗、化學絮凝、活性淤泥處理、化學水解、甲烷發酵等。其缺點是成本高、處理時間長、產生二次污染。在含果膠廢水中加入堿性果膠酶或產堿性果膠酶的微生物可以分解廢水中的果膠再用活性淤泥處理可以克服以上缺點,成本低,效果好且不產生二次污染。第二十三頁，共二十七頁，2022年，8月28日5生物技術領域制備純的植物病毒在其物理、化學及生物學特性研究中是非常必要的。有些情況下病毒被束縛在植物組織的韌皮部,這時可以加入一些堿性果膠酶和纖維素酶就可以把病毒從這些植物組織里給分離出來,從而有利于植物病毒的純化。第二十四頁，共二十七頁，2022年，8月28日6其他應用領域

6.1飼料添加劑

目前動物飼料中主要含有大量非淀粉多糖、戊聚糖、果膠、丹寧等,這些物質不但不會被動物消耗吸收,而且會溶于水成膠體狀態,還會增大腸道內容物的黏度,阻礙營養物質的擴散,影響其吸收,起到了所謂的“抗營養因子”的作用。第二十五頁，共二十七頁，2022年，8月28日近年來用酶抑制“抗營養因子”受到了飼料行業的重視。堿性果膠酶與纖維素酶、半纖維素酶等配合,可降解植物細胞壁中果膠和纖維,促使淀粉、脂類、維生素和蛋白