卡拉胶裂解酶研究

高效液相色谱-质谱法测定畜肉中的卡拉胶方法分析作者：高莹来源：《食品界》2020年第07期红藻的细胞壁多糖就是卡拉胶，卡拉胶是半乳聚糖硫酸酯，主要是由半乳糖和半乳糖衍生物组成。

根据硫酸基位置和重复结构特征可以细化为11种不同构型，其中最常见的构型为-型。

在食品中，卡拉胶主要以混合物为主，由各种构型卡拉胶混合而成。

随着人们生活水平的提高，对食品安全问题更加重视，生鲜市场上出现“注水肉”问题成为当下食品安全聚焦点之一。

在“注水肉”问题中，不法分子将目标转移到卡拉胶上，利用卡拉胶提升“注水肉”的效果，成为“注胶肉”，导致正常方法难以识别。

而“注胶肉”中含有各种工业色素、防腐剂等物质，很容易导致肉品出现重金属超标、外来物质污染和致病微生物，严重影响到人们的生命安全。

1. 材料与方法1.1 材料与试剂畜肉样品分别从超市购买和屠宰场购买，屠宰场畜肉样品全程跟踪，确保为新鲜无添加。

卡拉胶：级别选用食品级，生产厂家为深圳乐芙生物科技有限公司。

盐酸同样适用食品级，生产厂家为济南源飞伟业化工有限公司，甲酸铵适用化学纯、分析纯，生产厂家为廊坊鹏彩精细化工有限公司。

水均为一级实验用水。

1.2 仪器与设备本次实验所用到的仪器、设备有：高速均浆机、恒温水浴、纯水仪、电子天平、涡旋混匀器、液相色谱-飞行时间质谱仪、液相色谱-三重四极杆质谱仪。

1.3 方法使用卡拉胶先配制浓度为10mg/ mL的储备液，然后对畜肉样品进行处理，取10g样品，加入23mL水，使用高速均浆机均浆1分钟，并加入盐酸2mL，使用涡旋混匀器旋转30s，并倒入恒温水浴中，温度为80摄氏度，每10分钟振摇一次。

最后进行冷藏离心，使用乙腈1：1稀释过滤。

接着制作标准工作液，分别制作卡拉胶含量不同的样品，制作方法如上所示，最终使用高效液香色谱-质谱检测检测。

液相色谱条件：进样量5uL；柱温30℃；流速300uL/min；色谱柱50mm×2.1mm，1.8um。

魔芋胶、黄原胶、卡拉胶共混凝胶特性的研究魔芋胶、黄原胶、卡拉胶魔芋胶，系多年生天南星科草本植物魔芋（Amorphophallus Konjac. K）的地下块茎，其主要成分为葡甘露聚糖（KGM），其水解液中存在葡萄糖和甘露糖。

黄原胶，是一种稳定的微生物胞外代谢胶，完全水解后可得到葡萄糖、甘露糖、葡萄醛酸。

卡拉胶，也称角叉莱胶、鹿角藻胶、爱尔兰苔菜胶，主要是从低等隐花植物的角叉菜属（Chondrus）、麒麟菜属（Eucheuma）、杉藻属（Gigaruna）及沙菜属（Hypnea）等品种海藻中获得，其品种繁多，化学结构复杂。

胶类物质是重要的食品添加剂，然而由于被批准用作食品添加剂的食品胶极其有限，开发一种新的食品胶耗资巨大，所以胶的复配就显得特别重要。

许多研究表明，K- 卡拉胶与刺槐豆胶混合有增强凝胶强度的作用，然而用于食品工业的刺槐豆胶大多都是依靠进口，价格昂贵。

同时，人们在研究中发现，产于我国的魔芋胶与刺槐豆胶有很多相类似的性质，并且用魔芋胶代替刺槐豆胶与K-卡拉胶复配，其凝胶强度更强。

考虑到魔芋胶与黄原胶也有良好的复配效果，本文选择以上不同等级的生物体中获得的胶类，进行混合，取得了更好的效果。

食用胶的复配2.1 魔芋胶与卡拉胶的配比效应由图1 可知，随着KGM的比例不断增大，卡拉胶的比例不断减小，当KGM与卡拉胶的共混比例为40/60时。

凝胶强度达到最大值140g/cm2 。

若继续改变两种胶的共混比例，凝胶强度下降。

3.2 魔芋胶与黄原胶的配比效应从图2可以看出，随着KGM的比例不断增大，黄原胶的比例不断减小，当KGM 与黄原胶的共混比例为60/40时。

凝胶强度达到最大值。

若继续改变两种胶的共混比例，凝胶强度下降。

3.3 魔芋胶与黄原胶的配比效应根据二元混合比例，初步确定KGM的比例为50%，余下黄原胶和卡拉胶的比例分别为10∶40、15∶35、20∶30、30∶20、35∶15、40∶10。

7卡拉胶和角叉菜胶A.P.Imeson，FMC 生物多糖学家，英国摘要：红藻含有由天然多糖填满空隙的植物纤维素结构。

这一类的多糖包括卡拉胶和角叉菜胶。

凝胶是通过加热或冷却的方式来达到，ι型卡拉胶的凝胶柔软富有弹性，κ型卡拉胶的凝胶硬且脆。

λ型卡拉胶的则是粘稠的溶液。

卡拉胶被用于水凝胶甜品和糖浆，果馅饼，肉罐头和宠物食品。

另外，卡拉胶可起到温度蛋白质，增稠的作用，并且它可广泛应用于乳饮料和奶昔，冰淇淋，奶类甜品等。

关键词：卡拉胶，加工麒麟菜(Eucheuma)海藻（PES），角叉菜胶，胶凝剂，卡拉胶-刺槐豆胶的协同作用。

7.1简介红藻，红藻纲(Rhodophyceae)，含有由天然多糖填满空隙的植物纤维素结构。

这一类的多糖包括卡拉胶，角叉菜胶和琼脂。

红海藻被应用于远东和欧洲的食品中已经有很悠久的历史。

1658年开始有琼脂用于食品中的文字记载，而卡拉胶这之前的100年前已在食品中使用。

在过去，角叉菜胶被称为`丹麦琼脂“，这个术语可看出其坚硬的凝胶特性和材料的原始来源。

然而，这是误导，因为角叉菜胶包含16-20％的硫酸盐和在结构上与κ型卡拉胶相似。

在欧洲，角叉菜胶最初被分配了单独的E数，但卡拉胶和角叉菜胶被再次审查和评估后考虑两种材料的在结构和功能上的相似性，将他们一起归类为E407。

相比之下，琼脂具有低硫酸盐含量并且在食物法规中是作为一个单独的材料，于是被归类为E406（欧盟，1995年）。

卡拉胶，角叉菜胶和琼脂都具有半乳糖结构，但是它们在硫酸酯基团的位置和3,6-脱水-半乳糖的比例上有部分的不同。

由于它们组成和构象的差异造成了多样的流变学特性，因而可广泛的应用于食品。

不同类型的卡拉胶产生一系列不同的特征，λ型卡拉胶可作为增稠剂，质地范围从ι型卡拉胶的柔软富有弹性的到κ型卡拉胶和角叉菜胶的硬且脆的热可逆凝胶。

κ型卡拉胶溶液冷却时，由于采用规则的螺旋构象的结果，它可以与其他胶体一起产生协同作用，如刺槐豆胶和魔芋甘露聚糖，进一步改善凝胶特征。

果胶裂解酶免疫组化如下：
果胶裂解酶(Pectin Lyase， PL)是一类可以降解果胶的酶，而果胶是植物细胞壁的主要组成部分。

在免疫组化中，特定的抗体可以用来检测和定位这些酶在组织或细胞中的表达。

免疫组化是一种使用特异性抗体来检测组织或细胞中特定抗原的方法。

简单来说，首先将特定的抗体(针对果胶裂解酶)与待检测的组织或细胞样本孵育。

如果果胶裂解酶存在于样本中，它会与抗体结合。

然后，使用一个标记有荧光或酶的二抗与一抗结合，这样就可以在显微镜下看到标记的信号，从而确定果胶裂解酶的位置和表达量。

果胶裂解酶的免疫组化可以帮助研究者了解这些酶在某些疾病或生理过程中的作用，例如在植物生长、发育、响应病害或在某些病理条件下的变化。

尚旭珂，朱斯亮，郑宝东，等. 体外模拟消化环境中消化酶对κ-卡拉胶/酪蛋白复合体系流变学特性及微观结构的影响[J]. 食品工业科技，2024，45（4）：33−41. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2023030008SHANG Xuke, ZHU Siliang, ZHENG Baodong, et al. Effects of Digestive Enzymes on Rheological Properties and Microstructure of κ-Carrageenan/Casein Composite Systems in vitro Simulated Digestion Environment[J]. Science and Technology of Food Industry, 2024,45(4): 33−41. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2023030008· 研究与探讨 ·体外模拟消化环境中消化酶对κ-卡拉胶/酪蛋白复合体系流变学特性及微观结构的影响尚旭珂1,2，朱斯亮1,2，郑宝东1，郭娟娟1,2,*（1.福建农林大学食品科学学院，福建福州 350000；2.泉州师范学院海洋与食品学院，福建泉州 362000）摘　要：卡拉胶与酪蛋白的结合对肠道屏障具有一定的保护作用，为研究两者在体外消化模拟中消化酶是否是影响多糖或多糖-蛋白复合体系构象转变的主要因素，本文以κ-卡拉胶为研究对象，选择酪蛋白为基质，探究体外模拟消化环境中消化酶对κ-卡拉胶/酪蛋白复合体系结合稳定性的影响。

结果表明，消化酶对κ-卡拉胶与酪蛋白的结合影响不大，但可以使体系硫酸基团暴露量显著增加，不利于κ-卡拉胶的构型。

体系中的酪蛋白被分解为低分子量的蛋白质或肽段，使得复合体系的特征长度增加，相互作用减弱，粘弹性下降，双螺旋结构稳定性降低。

果胶裂解酶和果胶酶果胶是一种广泛存在于细胞壁中的复杂多糖物质，它在植物细胞的生长发育和生理代谢中具有重要的作用。

而果胶酶和果胶裂解酶则是参与果胶水解的两个关键酶类。

首先，我们要了解果胶酶和果胶裂解酶的定义和作用。

果胶酶指的是一类水解果胶的酶，可以将连同其他多糖的果胶水解成为低聚果胶、单聚果胶和果糖等简单物质，参与了许多生理生化过程。

而果胶裂解酶是一类水解果胶酸酯键的酶，可将果胶的甲基酯基或乙酰基水解成为对应的酸和甲醇或乙醇等物质。

接下来，我们来阐述果胶酶和果胶裂解酶的研究进展和应用。

在生命科学领域中，研究人员利用果胶酶和果胶裂解酶进行果胶的水解反应，可以得到大量的果胶低聚物，比如甲基果胶低聚物、微囊型甲基果胶等，这些产物具有多种显著的生物活性，可以作为新型生物医学材料、食品添加剂和保健品等方面的应用。

因此，在果胶酶和果胶裂解酶的研究上，人们也一直试图开发出更加高效的酶制剂，以提高水解效率。

同时，还有一些研究工作，对果胶酶和果胶裂解酶进行了基因克隆、表达及其酶学性质的分析和表征，这也为受理理论研究和技术应用提供了基础。

此外，我们不得不提到模式生物拟南芥中果胶酶和果胶裂解酶的研究。

拟南芥是一种常用的模式植物，它的果胶酶和果胶裂解酶研究不仅有助于我们深入了解这些酶在植物生长发育中的生理作用，更有助于优化其精准基因编辑技术，对植物基因组工程的研究有很大的帮助。

最后，我们来总结一下果胶酶和果胶裂解酶的相关知识。

它们都是水解果胶的两个关键酶类，参与了许多生理生化过程。

在研究和应用中，利用它们进行果胶的水解反应可以得到多种果胶低聚物。

而在拟南芥中的研究，也为植物生长发育研究和精准基因编辑技术的发展提供了相应帮助。

电解质对卡拉胶流变特性影响的研究
近年来，卡拉胶（CMC）引起了广泛的关注，已经广泛应用于食品、医药、涂
料等领域，然而，流变学研究作为了解卡拉胶力学性能的关键课题，目前仍在发展中，其中电解质（salt）是最重要的因素之一。

为了研究电解质对卡拉胶流变特性的影响，学者们利用质量改变示踪剂（tracerSalt）对3型（CMC-3）、7型（CMC-7）和9型（CMC-9）卡拉胶进行实
验研究。

实验结果表明，随着质量改变示踪剂的增加，粘度由低到高，最高提高至100倍，表明电解质对卡拉胶粘度有较大影响。

此外，电解质对卡拉胶流变行为也
有一定影响，当电解质浓度到达一定值时，分子链将会部分折叠，加剧流变的特性。

值得注意的是，CMC物质通过电解质的结合，其分子结构发生了重要变化，进
而影响流变性能，包括粘度增大、许氏数增大、分子重量降低等。

由此可见，电解质对卡拉胶流变性能有明显影响。

综上所述，对于卡拉胶这类水溶性聚合物，电解质的结合不仅会影响其分子结构，而且会影响其流变特性，因此在卡拉胶产品的应用中，应充分考虑电解质的影响，以获得理想的力学性能。

实验卡拉胶的提取一背景材料：卡拉胶（Carrageenan），又称为麒麟菜胶、石花菜胶、鹿角菜胶、角叉菜胶，因为卡拉胶是从麒麟菜、石花菜、鹿角菜等红藻类海草中提炼出来的亲水性胶体，它的化学结构是由半乳糖及脱水半乳糖所组成的多糖类硫酸酯的钙、钾、钠、铵盐。

由于其中硫酸酯结合形态的不同，可分为K型（Kappa）、I型（Iota）、L型（Lambda）。

广泛用于制造果冻，冰淇淋，糕点，软糖，罐头，肉制品，八宝粥，银耳燕窝，羹类食品，凉拌食品等等。

琼脂在化学工业，医学科研，可作培养基，药膏基及其他用途。

卡拉胶的利用起源于数百年前，在爱尔兰南部沿海出产一种海藻，俗称为爱尔兰苔藓（Irish Moss），现名为皱波角藻（Chondrus crispus）,当地居民常把它采来放到牛奶中加糖煮，放冷，待凝固后食用。

18世纪初期，爱尔兰人把此种海藻制成粉状物并介绍到美国，后来有公司开始商品化生产，并以海苔粉（sea moss farina）的名称开始销售，广泛用于牛奶及多种食品中。

19世纪美国开始工厂化提炼卡拉胶，到19世纪40年代卡拉胶工业才真正在美国发展起来。

我国在1973年在海南岛开始有卡拉胶生产。

二物理化学性质：1、名称及分子式：中文名称：卡拉胶中文别名：i-卡拉胶;卡拉胶TYPEV;IOTA-角叉菜;多糖英文名称：kappa-Carrageenan英文别名:MOSS IRISH; CARRAGEENAN IOTA TYPE; CARRAGEENAN TYPE II; CARRAGEENAN TYPE V; IOTA-CARRAGEENAN (TYPE II); carrageenan type iii; 4-O-sulfonato-beta-D-galactopyranosyl-(1->4)-3,6-anhydro-alpha-D-galactopyranosyl-(1->3)-4-O-sulfonato-beta-D-galactopyranosyl-(1->4)-3,6-anhydro-alpha-D-galactopyranoseCAS：11114-20-8分子式：C24H36O25S2分子量：788.65872、化学结构由硫酸基化的或非硫酸基化的半乳糖和3，6-脱水半乳糖通过α-1，3糖苷键和β-1，4键交替连接而成，在1，3连接的D半乳糖单位C4上带有1个硫酸基。

卡拉胶广谱抗菌原理
卡拉胶是一种天然多糖，具有广谱抗菌作用。

它的抗菌原理主要包括以下几个方面：
1. 破坏菌落结构：卡拉胶分子具有较大的分子量和高度的枝状结构，能够通过物理方法将微生物细胞壁破坏，导致细胞的溶解和死亡。

2. 干扰细胞膜：卡拉胶能够与微生物细胞膜结合，并改变细胞膜的渗透性，使细胞内的物质无法正常运输，最终导致细胞死亡。

3. 抑制酶活性：卡拉胶可以与微生物中的一些重要酶结合，抑制其活性，导致细胞代谢异常，从而抑制微生物的生长和繁殖。

4. 改变环境pH值：卡拉胶具有一定的酸碱调节能力，可以改变细菌生长环境的pH值，使其无法适应细胞内外环境的变化，从而起到抗菌的作用。

总之，卡拉胶通过破坏菌落结构、干扰细胞膜、抑制酶活性和改变环境pH值等多种方式，发挥其广谱抗菌作用。