重组菊粉酶在蔗糖水解中的应用研究

摘要

蔗糖是葡萄糖和果糖经糖苷键相连的双糖。在一定的条件下，蔗糖能和水发生水解反应降解为一分子果糖和一分子葡萄糖，可获得果糖和葡萄糖各占50％的果葡糖混合物，为果葡糖浆生产提供了原料上的新途径。
　　 蔗糖水解有不同的催化方式：酸催化水解法和酶催化水解法。酶（蔗糖酶）催化水解虽然具有许多优越于酸催化水解的优点，但是，蔗糖酶催化水解蔗糖的底物浓度受到一定的限制，这必将影响酶催化水解蔗糖生产果葡糖浆的生产效率。
　　 菊粉酶是具有蔗糖酶活性的一种糖苷酶，它能够水解有β-2，1-D-果聚糖果糖苷键的糖，如菊糖、蔗糖和棉子糖。目前，在关于酶催化水解蔗糖的文献报道中，并没有关于应用非蔗糖酶代替蔗糖酶水解蔗糖的研究应用。
　　 本论文报道了Pichia pastoris GS115重组表达的来源于Kluyveromyces marxianus KW02的菊粉酶的蔗糖水解活性及其水解蔗糖的最适条件。研究结果表明，菊粉酶基因工程菌株GS115/INU1甲醇诱导发酵72h蔗糖酶活力为119.8U/mL；该酶蔗糖水解最适温度为55℃、最适pH值为4.5；Mn2+和Fe2+对蔗糖水解有促进作用，而Cu2+、Pb2+和EDTA则对蔗糖水解有较强的抑制作用；在50%蔗糖浓度下，酶加量12.0U/g底物、水解6h，测定蔗糖水解率达到89.5%。