[发明专利]一种半乳糖醛酸磁性纳米颗粒纯化聚半乳糖醛酸酶的方法

说明书

本发明涉食品及酶工程技术领域，具体涉及一种半乳糖醛酸磁性纳米颗粒纯化聚半乳糖醛酸酶的方法，本发明使用Glt‑MNP纳米复合材料从苹果果胶的发酵培养物中纯化exo‑PG，通过FTIR研究证实了半乳糖醛酸(Glt)与磁性纳米颗粒(MNP)的成功结合，尽管有许多方法可以纯化exo‑PG，但本发明与其他方法相比，可以增强酶的稳定性和均质性，这种方法便宜，高效，可靠并且纯化，酶活性损失最小，纯化的exo‑PG以66kDa的单条带出现。纯化的exo‑PG用于苹果，桃子和番石榴的果汁处理，可以进一步减少果肉的纤维质地，使其汁液粘度更低，可用于工业规模加工食品。

技术领域

本发明涉及食品及酶工程领域，具体涉及一种半乳糖醛酸磁性纳米颗粒纯化聚半乳糖醛酸酶的方法。

背景技术

食品加工中涉及的微生物酶，由于其在农业食品行业中的应用，从而吸引了研究人员对其的研究。纤维素，淀粉，木质素，木聚糖和果胶是农用水果和蔬菜的重要成分，其中，果胶是非常重要的农业材料，果胶酶水解果胶，在全球食品加工酶销售中占25％，由于植物材料的聚合物基质降解较少，因此食品的澄清度和纯度是食品工业中的一个大问题。果胶酶是植物天然产生的微生物和真菌。其中，真菌被认为是果胶酶商业生产的最佳来源。

聚半乳糖醛酸酶(PG)是一种解聚果胶酶，可水解α-1,4糖苷键并从果胶的非还原端去除半乳糖醛酸(Glt)。聚半乳糖醛酸酶是非常重要的酶，对于成熟，腐烂过程，植物生长，细胞壁延伸以及组织生长，成熟和储存期间的软化非常重要。PG通过分解和回收植物废料参与维护生态平衡，由于聚半乳糖醛酸链条的降解，可再进行分类：Endo-PG(EC3.2.1.15)生产半乳糖醛酸的无规聚合物，exo-PG从非还原端水解末端半乳糖醛酸。exo-PG根据最终产品进一步分为两类，exoPG I(EC 3.2.1.67)释放单体半乳糖醛酸，exo-PG II(EC 3.2.1.82)释放二聚半乳糖醛酸。

PG还通过破坏半乳糖醛酸背骨的糖苷键，帮助植物细胞壁，表皮或宿主细胞溶解，从而促进病原体的发生。这是许多植物病原体和腐生生物通过产生细胞来降解植物细胞壁壁降解酶。许多真菌，细菌，线虫和昆虫分泌的PG也会吸收部分植物毒性。exo-PG的主要工业应用是果汁和葡萄酒的澄清，以及在石油提取和纤维加工过程中去除半乳糖醛酸。

果汁提取物中悬浮的果胶会给果汁澄清带来麻烦，PG是降低浊度，稠度和用作果汁香料稳定剂所必需的。PG的添加导致粘度降低并减小存在的胶束的粒度，这些可以很容易地通过过滤过程去除颗粒。exo-PG的纯化是确定结构，性质，底物特异性及其在生物质降解中的工业应用的重要步骤，黄曲霉是生产exo-PG的有效来源，具有良好的产量和酶活性，它具有极高的潜力，可用于食品工业，尤其是用于果汁澄清。

磁性纳米颗粒(MNP)经过表面工程处理后，被认为是生物分子的良好分离材料。它们由铁，镍，钴等磁性材料以及磁铁矿，磁赤铁矿，钴铁氧体，二氧化铬等氧化物组成。MNP被用作载体，以结合生物分子作为配体。可以对MNP进行修饰，以连接有机分子，寡核苷酸，蛋白质和肽，从而实现许多生物分子的亲和分离，药物输送和生物传感。MNP也可用于蛋白质和多肽的纯化和分析，因为可以通过施加外部磁场将其轻易地从溶液中去除。

从不同来源纯化exo-PG的方法很多。这些繁琐且费时的过程可能会降低纯化过程中的酶活性或影响酶活性。纳米生物技术的进步彻底改变了许多生物分子亲和分离的程序，特定的配体固定在纳米材料上，用于生物分子的亲和分离。

通过磁性纳米颗粒亲和纯化exo-PG的方法，目前还未有相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半乳糖醛酸磁性纳米颗粒纯化聚半乳糖醛酸酶的方法，通过exo-PG与Glt的亲和力，建立一种新的Glt与MNP结合的纯化方法，纯化的exo-PG用于澄清以及降低苹果，桃和番石榴汁的粘度。