Bacillus licheniformis R-53麦芽糖淀粉酶的表达、定向进化及面包烘焙应用

来源 :江南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tangtang4211
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
麦芽糖淀粉酶(EC 3.2.1.133)具有独特的催化多功能性和多底物特性,能水解?-(1,4)-糖苷键及?-(1,6)-糖苷键,可以快速利用直链淀粉和支链淀粉,有利于延长烘焙品货架期,在面包烘焙行业具有应用优势。本研究从土壤样品中筛选获得一株高产麦芽糖淀粉酶的地衣芽孢杆菌,从其基因组DNA中克隆出麦芽糖淀粉酶BLMA基因。以食品安全菌株Bacillus subtilis WB600为表达宿主,构建了重组菌B.subtilis/p MA0911-BLMA,研究了重组酶的酶学性质。将重组麦芽糖淀粉酶BLMA应用于面团制作和面包烘焙中,考察了其在改善面团流变性和储存期面包品质的积极效果。通过定向进化技术,获得酶活、最适温度及温度稳定性提升的突变酶BLMA1,进一步提高了麦芽糖淀粉酶在面包烘焙中的应用效果。本研究为面包烘焙行业提供了新型的、作用效果良好的麦芽糖淀粉酶,有利于推动行业发展。主要研究结果如下:(1)筛选获得一株高产麦芽糖淀粉酶的地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis R-53。利用染色体步移技术从B.licheniformis R-53基因组中克隆出产淀粉酶基因,基因大小为1707 bp,编码568个氨基酸。进化树亲缘关系及氨基酸序列保守域分析显示基因编码新型麦芽糖淀粉酶。(2)构建重组表达菌株B.subtilis/p MA0911-BLMA,测定重组酶的酶学性质。重组酶BLMA的最高酶活力为3235.26 U·mg-1。最适温度为60°C,最适p H为6.5,80°C处理30 min残余酶活力为60%。Mn2+、Ba2+、Cu2+、Fe2+、Zn2+、EDTA和SDS等抑制重组酶的活性,Ca2+使重组酶活性提高了1.36倍,表明该酶对Ca2+具有依赖性。(3)测定面团性能,发现添加适量浓度(60 mg·kg-1)的麦芽糖淀粉酶BLMA有利于减少淀粉回生,显著改善面团的流变学特性。通过在面包中添加三种不同的麦芽糖淀粉酶(Novamyl 3D BG、MAM100、BLMA)来研究重组酶BLMA对面包烘焙品质的影响。添加BLMA比未添加酶的面包成品比容高出32%,储存期面包弹性及感官有显著改善,储存10天后硬度降低了2.12倍;与商品酶MAM100和Novamyl 3D BG相比,BLMA在改善面包比容方面的效果更好,在降低硬度、改善弹性及保持感官方面与Novamyl 3D BG具有相似的效果。结果表明BLMA能显著抑制面包老化,延长面包货架期。(4)利用易错PCR技术对基因进行随机突变,对酶活力及最适温度提高的突变株F1、F2测序获得可能的有效突变位点,经单点突变及两点组合突变,筛选获得了酶活、最适温度及温度稳定性提升的突变体BLMA1。与野生型BLMA相比,突变体的酶活力提高2.16倍,最适温度提升为65°C。将突变体在55-80°C处理30 min后,残余酶活力均在60%以上,温度稳定性良好。在面团流变学测定阶段,添加45 mg·kg-1突变酶的作用效果与添加60 mg·kg-1野生型BLMA相似;在面包储存过程中,45 mg·kg-1突变酶在保持面包弹性和降低面包硬度方面的效果优于60 mg·kg-1野生型BLMA,更利于面包货架期延长。
其他文献
生麦曲作为黄酒发酵的主要发酵剂之一,是黄酒酿造双边发酵工艺的重要原料。生麦曲(块曲)是以小麦为原料经固态堆曲发酵而成,其特殊的块状结构与丁字形摆放方式使得发酵过程中理化因子(温度、水分、含氧量等)的变化时刻影响着麦曲的微生物群落演替。目前关于黄酒生麦曲微生物群落结构演替及其与环境因子动态变化的相关性研究较少,严重制约了生麦曲现代化生产的发展,解析黄酒生麦曲群落结构演替的驱动力对于促进黄酒生麦曲现代
臭氧的高效杀菌消毒、无残留特点使得它在食品加工领域备受关注,但是臭氧的不稳定性决定了臭氧在常温下难以保存。臭氧冰由臭氧水在低温条件下冻结而成,不仅保留了臭氧的原有性能功效,还能为食品保鲜提供冷源,同时解决了臭氧的半衰期过短的问题。然而,在制备臭氧冰的过程中,存在臭氧水浓度低、冰中臭氧保存率低的缺点,不利于臭氧冰的推广应用。本课题在研究影响臭氧的溶解性和稳定性因素的基础上,系统研究了臭氧冰的制备过程
涤纶的常规染整加工流程为先碱性条件下碱减量,接着在p H值为5-6的弱酸性条件下染色,最后在碱性条件下还原清洗。这种交替变化酸碱性工艺耗时长,对能源和水的消耗量巨大。此外,各个环节需要对上一步处理的织物进行反复的水洗、中和以保障染色效果,这为染色品质的控制带来了困难。结合已有的耐碱分散染料,将碱减量和染色在一浴中进行可以改善以上问题。但是一浴体系中涤纶的减量和染料的上染同时发生,可能会相互影响,研
现代饮料生产企业讲究柔性生产,其意义在于保证整条饮料生产线的正常运行,即上下游设备出现故障导致速度不匹配时,利用中间存储装置调节生产能力。然而反观饮料包装的实际生产线,大部分企业仍旧采用水平输送存储系统,难免遇到故障停机导致饮料包装成品被迫堆积在输送线上的问题。本研究针对饮料包装生产线输送的缓冲存储问题,提出一种自动匹配上下游设备生产速度的饮料制品输送储存装置,重点设计装置的关键机构换道小车,研究
食品油脂被氧化问题是关乎食品品质与安全的重要议题。缓释型抗氧活性包装,能以可预测、较低的速率释放抗氧活性物质,更长时间的保护食品,正越来越受到关注。介孔纳米材料可作为载体吸附抗氧活性物质,形成抗氧活性组装体以进行缓释。活性膜是活性包装最重要的组成部分,然而组装体的引入会使活性膜产生空腔等缺陷,导致力学、阻隔等性能下降。本课题分为三个阶段:(1)制备四种孔径的MCM-41型介孔纳米SiO2载体,以之
色织物的颜色复杂多变,对其颜色评估和颜色预测较为困难。同时,色织物是先染纱再织造的,一旦染纱环节出现问题,则会产生大量颜色质量不合格的色纱,造成色纱的浪费。研究色织物颜色预测和评估以及加强色纱的废弃利用对于色织企业的生产及节约成本意义重大。论文研究了不同染色深度色纱与色织物之间的颜色相关性以及基于此类色织物样品的视觉评估和仪器测量的相关性,建立了视觉评估、仪器测量及色织物经纬纱线颜色深度之间的相关
松二糖(Turanose)天然存在于蜂蜜中,是蔗糖的同分异构体,甜度是蔗糖的一半。与蔗糖相比,松二糖具有低热量和不致龋齿的优势,有望替代蔗糖成为一种新的功能性甜味剂。目前主要利用环糊精葡萄糖基转移酶(CGTase)和淀粉蔗糖酶(ASase)酶法制备松二糖,但利用CGTase制备松二糖的底物价格昂贵,利用ASase制备松二糖时存在的副产物麦芽寡糖和海藻酮糖不利于松二糖的分离纯化,两种酶均不利于大规模
易腐败食品对温度敏感性较高,低温贮藏可有效延长食品的货架期。温度过高会加速食品品质损失,使食品提前到达货架期终点。时间温度指示器(Time Temperature Indicator,简称TTI)能够直观展示温度-时间对食品的累积效应,可用于指示食品的实时品质。本课题基于聚二乙炔脂质体的刺激性变色响应的原理,结合内源乳化法制备凝胶微球固定脂质体,然后与表面活性剂吐温20溶液混合研制出时间温度指示器
麦芽糊精是淀粉水解的中间产物,在食品烘焙领域具有广泛的应用。麦芽糊精经生物酶处理后,其键型比例、产物分支度、分子量分布等性质会发生改变,得到的改性麦芽糊精产物具有更加良好的应用效果。本文研究了一种酶法制备改性麦芽糊精的方法,将Cyanothece sp.ATCC 51142来源的分支酶CyBE特异性转移葡萄糖聚合度(DP)6-10的麦芽寡糖的性质,与4,6-α-葡萄糖基转移酶(4,6-α-GTs)
近年来,能源短缺和温室气体排放问题受到全球关注,与经济发展的矛盾也亟待解决。因此,利用可再生、可持续能源减少化石燃料消耗,可减轻环境污染。固-液相变储能技术是利用物质发生相变进行热能存储与释放,将不需要或多余的能量进行转换和储存后再利用,但固-液相变材料(PCM)存在泄漏和导热性差的问题,在实际应用中受到极大限制。本课题选用新鲜肉质丝瓜(FT)和丝瓜络(LS)为原材料,以聚乙二醇(PEG)为相变储