劉玉春，張維清，任 菲，郭 超，王 超

（國家糧食和物資儲備局科學(xué)研究院，北京 100037）

木聚糖酶（EC 3.2.1.8）是一類能夠水解木聚糖主鏈-1,4-糖苷鍵的水解酶。目前已報(bào)道的木聚糖酶大多為糖苷水解酶第10（GH10）和11（GH11）家族。木聚糖酶的酶學(xué)性質(zhì)決定了其應(yīng)用領(lǐng)域，GH11家族木聚糖酶最適pH值為2.0～9.0，最適溫度在35～85 ℃之間，如棘孢木霉（）來源的GH11家族木聚糖酶Xyn11A最適pH值和最適溫度分別為5.0 ℃和50 ℃；出芽短梗霉（）來源的木聚糖酶最適pH值為4.0，最適溫度為30～50 ℃，具有在烘焙和低聚木糖制備領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。嗜鹽/耐鹽木聚糖酶在海產(chǎn)品、腐乳、面制品等高含鹽量食品的加工生產(chǎn)中有很大的應(yīng)用潛力。嗜鹽/耐鹽木聚糖酶一般是指在高鹽濃度下（0.5～4.5 mol/L）保持有催化活性的木聚糖酶，己報(bào)道的嗜鹽/耐鹽木聚糖酶中以GH10家族居多，而GH11家族則非常少。

全麥粉含有豐富的膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)；但全麥?zhǔn)称反嬖诳诟匈|(zhì)地及消費(fèi)者接受度低等缺點(diǎn)。添加酶制劑可有效改善全麥?zhǔn)称菲焚|(zhì)，如木聚糖酶能夠?qū)⑷湻壑械牟蝗苄园肜w維素轉(zhuǎn)化為可溶性低聚糖，添加子座木霉（）來源的木聚糖酶Xyl1能夠增加小麥粉面包和全麥面包的柔軟度和體積；添加鏈霉菌（sp. S27）來源的重組木聚糖酶（xynBS27）同樣能夠改善面包品質(zhì)，即降低硬度，提高體積和還原糖含量。谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶能夠消除全麥中纖維等對面團(tuán)強(qiáng)度的影響，使得面團(tuán)微觀結(jié)構(gòu)均勻連續(xù)，變?nèi)溍鎴F(tuán)特性及微觀結(jié)構(gòu)。

課題組篩選獲得1 株能夠在半纖維素和木質(zhì)素基質(zhì)上生長良好裂褶菌（），該菌株能夠分泌表達(dá)完整的半纖維素降解酶系。本研究克隆該裂褶菌來源GH11家族木聚糖酶基因，完成在畢赤酵母中的異源表達(dá)和性質(zhì)研究，并分析該酶對全麥面包品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

裂褶菌DB01為本實(shí)驗(yàn)室篩選并保存菌株；大腸桿菌1 北京全式金生物技術(shù)有限公司；畢赤酵母GS115、載體pPIC9K 美國Invitrogen公司。

全麥粉、酵母粉（安琪酵母）、高筋小麥粉 新良集團(tuán)；白砂糖 太古煉糖廠有限公司；精制鹽 中國鹽業(yè)總公司；奶粉 內(nèi)蒙古伊利實(shí)業(yè)集團(tuán)股份有限公司；黃油 新西蘭Anchor（安佳）乳品公司。

1.2 儀器與設(shè)備

DK-8D電熱恒溫水槽 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；MQD-SIR單層小容量振蕩培養(yǎng)箱 上海旻泉儀器有限公司；離心機(jī) 德國Eppendorf公司；SynergvHT酶標(biāo)儀 美國BioTek公司；電泳儀、凝膠成像儀 美國Bio-Rad公司；TA.XT plus質(zhì)構(gòu)儀 英國SMS公司。

1.3 方法

1.3.1 總RNA的提取

玉米皮纖維誘導(dǎo)培養(yǎng)裂褶菌參照劉玉春等方法，在30 ℃條件下培養(yǎng)48 h，收集菌體，加入液氮研磨體提取mRNA，mRNA的提取與反轉(zhuǎn)錄按照試劑盒說明書進(jìn)行。

1.3.2 木聚糖酶基因的克隆表達(dá)

根據(jù)木聚糖酶基因的序列信息（GenBank Accession No. EFJ03564.1），設(shè)計(jì)畢赤酵母表達(dá)引物（R I_X22F：5’-CC GGAATTCTCGCCGCTCAATGCGACG-3’；I_X22R：5’-CGCTAGCGGCCGCGTGACCG TGATGGTCGCA-3’），引物由生工生物工程（上海）股份有限公司合成。PCR擴(kuò)增參數(shù)：98 ℃預(yù)變性2 min；98 ℃變性10 s，63 ℃退火30 s，68 ℃延伸1 min；經(jīng)45 個(gè)循環(huán)后68 ℃延伸5 min。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)限制性內(nèi)切酶酶切后與載體pPIC9K連接，轉(zhuǎn)化大腸桿菌，測序確定得到重組質(zhì)粒pPIC9K-。

應(yīng)用限制性內(nèi)切酶I將重組質(zhì)粒pPIC9K-線性化后電轉(zhuǎn)化畢赤酵母感受態(tài)細(xì)胞GS115。挑取單菌落誘導(dǎo)培養(yǎng)，選取木聚糖酶活力最高的重組菌株進(jìn)行搖瓶發(fā)酵，30 ℃、200 r/min誘導(dǎo)120 h后，10 000 r/min離心收集上清液。發(fā)酵方法及培養(yǎng)基的配制參照畢赤酵母發(fā)酵手冊（Version B, 053002, Invitrogen）操作。

將發(fā)酵液12 000 r/min離心10 min，上清液通過硫酸銨分級沉淀（硫酸銨為40%～60%時(shí)沉淀的蛋白質(zhì)）濃縮重組蛋白；濃縮液4 ℃透析16 h，透析液為20 mmol/L Tris-HCl緩沖液（pH 8.0）。透析后的酶液上樣于預(yù)先平衡好的Q-Sepharose離子交換柱，上樣后用0～500 mmol/L NaCl溶液（20 mmol/L Tris-HCl緩沖液，pH 8.0）線性洗脫（12 個(gè)柱體積），流速為1 mL/min，收集洗脫液。合并有酶活力的收集液，用20 mmol/L檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液（pH 5.0）4 ℃透析過夜。收集液進(jìn)行活力測定和十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳（sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE）分析。

1.3.3Xyn22酶活力和蛋白含量的測定

木聚糖酶活力測定參照3,5-二硝基水楊酸（3,5-dinitrosalicylic acid，DNS）法，并作部分修改。取900 μL 1 g/100 mL底物（樺木木聚糖）在37 ℃預(yù)熱后，加入100 μL適當(dāng)稀釋的酶液；在37 ℃保溫10 min；加1.5 mL DNS終止反應(yīng)，沸水煮5 min，冷卻后測540 nm波長處吸光度。1 個(gè)酶活單位（U）定義為每分鐘分解底物生成1 μmol還原糖所需的酶量。以牛血清蛋白為標(biāo)準(zhǔn)，參照Lowry等的方法測定蛋白含量。

1.3.4Xyn22酶學(xué)性質(zhì)分析

最適溫度的測定：以50 mmol/L pH 5.0檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液配制底物，分別在不同溫度下按照標(biāo)準(zhǔn)方法測定重組木聚糖酶的活力，以酶活力最高點(diǎn)為100%。溫度穩(wěn)定性：將酶液適當(dāng)稀釋后分別置于不同溫度下處理30 min，然后將酶液置于冰水中冷卻30 min，以未經(jīng)處理的酶液作為對照，測定殘余酶活力，最后計(jì)算殘余酶活力占對照酶活力的百分比。

最適pH值的測定：在最適溫度條件下，使用不同pH值及不同體系的緩沖液（0.1 mol/L Gly-HCl緩沖溶液，pH 1.5～3.0；0.1 mol/L檸檬酸緩沖液，pH 3.0～7.0；0.1 mol/L NaHPO-NaHPO緩沖液，pH 6.5～8.0；0.1 mol/L Tris-HCl緩沖溶液，pH 7.5～8.5；0.1 mol/L Gly-NaOH緩沖溶液，pH 8.5～10.5）配制底物（1%），然后按照標(biāo)準(zhǔn)方法測定酶活力，以酶活力最高點(diǎn)作為100%。pH值穩(wěn)定性的測定：用上述不同的pH值緩沖液分別稀釋（稀釋5 倍體積）純酶液靜置30 min，按標(biāo)準(zhǔn)方法測定酶活力，以未經(jīng)處理的酶液作為對照，最后計(jì)算殘余酶活力的百分含量。

1.3.5Xyn22比活力和動(dòng)力學(xué)參數(shù)的測定

在最適反應(yīng)條件下測定Xyn22的活性，計(jì)算比活力。動(dòng)力學(xué)參數(shù)的測定：配制不同濃度的底物，在最適溫度和最適pH值下測定酶活力，反應(yīng)時(shí)間為5 min，通過“Grafit”軟件計(jì)算出和值。

1.3.6Xyn22底物特異性及NaCl濃度對木聚糖酶活性的影響

以0.5%樺木木聚糖、0.2%小麥阿拉伯木聚糖、0.5%-燕麥葡聚糖、0.5%槐豆膠、0.5%微晶纖維素、0.5%羧甲基纖維素為底物測定Xyn22的水解活性，用DNS法測定Xyn22對不同底物的水解活性，以0.5%樺木木聚糖反應(yīng)所得計(jì)100%。

NaCl濃度對酶活性的影響：不同濃度NaCl（1～5 mol/L）條件下，在最佳pH值和溫度下進(jìn)行活性測定。

1.3.7 水解產(chǎn)物薄層色譜分析

在200 μL的0.5 g/100 mL樺木木聚糖中加入6 U純化后的Xyn22，50 ℃、pH 5.0條件下分別反應(yīng)5、10、20、40 min和60 min，將反應(yīng)體系置于沸水浴5 min，12 000 r/min離心5 min，取上清液點(diǎn)樣于薄層色譜板，在展開劑（正丁醇∶水∶乙酸=2∶1∶1（/））中展開2 次，置于顯色劑（濃硫酸-甲醇（95∶5，/）浸泡后立即烘干顯色。

1.3.8 蛋白酶抗性分析

Xyn22在模擬胃腸環(huán)境中的穩(wěn)定性分析參照Huang等的方法進(jìn)行，將純化后Xyn22酶液與模擬胃液（200 mmol/L Gly-HCl和200 mmol/L乙酸-乙酸鈉緩沖液，含有2.0 mg/mL NaCl和2.0 mg/mL胃蛋白酶，用HCl或者乙酸鈉依次調(diào)整pH 2.0、3.0、4.0、5.0、6.0）和模擬腸液（1 mg/mL木聚糖底物，10 mg/mL胰蛋白酶溶液，pH 6.8）按照質(zhì)量比20∶1混合，于37 ℃恒溫水浴，每隔一定時(shí)間（5、10、20、30、60、90、120 min）取樣測定酶活力，以未經(jīng)胰蛋白酶溶液消化處理的酶液活力為100%。

1.3.9Xyn22對全麥面包品質(zhì)影響

全麥面包材料包括全麥粉-高筋面粉混合粉（1∶1）250 g、酵母2.8 g、鹽5 g、糖18 g、奶粉8 g、黃油10 g、水210 mL，Xyn22添加量為0、75、150、300、450 U/kg（按全麥粉-高筋面粉混合粉質(zhì)量計(jì)），全麥面包制作工藝參照王娜等方法。面包比容測定：參照GB/T 20981—2007《面包》排米法測定比容，采用油菜籽替代大米。面包質(zhì)構(gòu)性質(zhì)采用質(zhì)構(gòu)儀的TPA模式測定。將面包冷卻放置12 h，制成厚度25 mm的切片，參照王娜等方法采用面包片中心緊鄰部位進(jìn)行測試。探頭為圓柱形平底探頭（TA/36R），直徑36 mm；測前速率3 mm/s，下壓中速率1 mm/s，下壓后速率5 mm/s，觸發(fā)力20 g，壓縮時(shí)間5 s；收回距離10 mm。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果均為平均值，并進(jìn)行3 次平行實(shí)驗(yàn)，采用SPSS、Microsoft Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 ScXyn22的克隆和表達(dá)結(jié)果

基因全長687 bp，編碼228 個(gè)氨基酸和1 個(gè)終止密碼子。序列分析顯示，該酶N端具有一個(gè)17 個(gè)氨基酸殘基組成的信號肽序列。圖1為Xyn22與已報(bào)道嗜鹽/耐鹽木聚糖酶氨基酸序列對比分析，包括駱駝瘤胃宏基因組（MG595703.1，53%）、（Q12562.1，60%）、（ADF53358.1，26%）和（ADQ57411.2，26%）來源的嗜鹽/耐鹽木聚糖酶。序列比對分析發(fā)現(xiàn)Xyn22具有GH11家族木聚糖酶催化起關(guān)鍵作用2 個(gè)保守的谷氨酸殘基，即第118位和第215位。

圖1 裂褶菌木聚糖酶ScXyn22與其他來源的嗜鹽/耐鹽木聚糖酶氨基酸序列分析Fig. 1 Multiple amino acid sequence alignment of ScXyn22 with other halophilic xylanases

構(gòu)建重組表達(dá)載體后轉(zhuǎn)化畢赤酵母宿主菌，篩選酶活力最高重組菌株的進(jìn)行誘導(dǎo)表達(dá)。搖瓶發(fā)酵后離心收集上清液，經(jīng)硫酸銨分級沉淀后應(yīng)用陰離子交換層析柱一步純化得到電泳級純酶（Xyn22），回收率為82.5%，純化倍數(shù)為1.3 倍。Xyn22在電泳膠上呈單一條帶，其分子質(zhì)量為22.41 kDa（圖2），與預(yù)測分子質(zhì)量一致。

圖2 ScXyn22的SDS-PAGE檢測Fig. 2 SDS-PAGE analysis of the purified ScXyn22

2.2 ScXyn22酶學(xué)性質(zhì)分析

已報(bào)道GH11家族木聚糖酶最適pH值一般在6.5～7.5，大多數(shù)真菌GH11木聚糖酶具有較強(qiáng)的耐酸性，Xyn22最適pH值為4.5，為酸性木聚糖酶（圖3A）。Xyn22最適pH值低于大多數(shù)真菌GH11木聚糖酶，如木聚糖酶Xyn11A（pH 5.0）、木聚糖酶和木聚糖酶r-ec-XylMh（pH 6.0），但高于駱駝瘤胃宏基因組來源木聚糖酶XylCMS木聚糖酶（pH 4.0）和木聚糖酶（pH 4.0）。此外，Xyn22在pH值為3.0～8.5時(shí)保溫30 min，殘余酶活力保持在70%以上，當(dāng)pH值高于8.5時(shí)，穩(wěn)定性迅速降低，顯示出較好的耐酸性（圖3B）；優(yōu)于甘蔗渣堆肥轉(zhuǎn)錄組文庫來源的木聚糖酶MetXyn11（pH 6.0～9.0）。Xyn22具有較好的耐酸性，顯示其在食品等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價(jià)值。

Xyn22的最適反應(yīng)溫度為55 ℃；當(dāng)反應(yīng)溫度高于60 ℃時(shí)，Xyn22酶活力迅速降低（圖 3C）。目前報(bào)道大多數(shù)真菌木聚糖酶的最適溫度在45～60 ℃，如來源木聚糖酶（50 ℃）和木聚糖酶（55 ℃）。Xyn22在55 ℃及以下保持穩(wěn)定，在55 ℃時(shí)保溫30 min剩余酶活力為83.45%（圖3D）。面包制作過程中的面團(tuán)醒發(fā)溫度為35～38 ℃，因此在中溫條件下具有良好活性和穩(wěn)定性的木聚糖酶更加適用于烘焙行業(yè)。

圖3 ScXyn22的最適pH值（A）、pH值穩(wěn)定性（B）、最適溫度（C）和溫度穩(wěn)定性（D）Fig. 3 Optimal pH (A), pH stability (B), optimal temperature (C), and thermostability (D) of ScXyn22

2.3 ScXyn22底物特異性和水解特性

不同來源木聚糖酶的底物特異性有所不同，而具有多種底物活性可以擴(kuò)展酶的應(yīng)用范圍。Xyn22對樺木木聚糖、小麥阿拉伯木聚糖和燕麥-葡聚糖有降解作用，對槐豆膠、羧甲基纖維素、微晶纖維素均沒有表現(xiàn)出水解活性（表1）。Xyn22水解樺木木聚糖比活力為（5 964.1±429.4）U/mg，水解小麥阿拉伯木聚糖比活力為（12 304.3±1 250.2）U/mg，水解-燕麥葡聚糖比活力為（1 135.8±158.8）U/mg。對于相同底物，Xyn22比活力高于來源Xyn11A（小麥阿拉伯木聚糖727.6 U/mg、樺木木聚糖484.5 U/mg）和來源的木聚糖酶XylP（樺木木聚糖4 700 U/mg、阿拉伯木聚糖2 515 U/mg）。

Xyn22水解樺木木聚糖動(dòng)力學(xué)參數(shù)為（3.25±0.27）mg/mL，為（1 288±9.14）μmol/（min·mg）。Xyn22水解樺木木聚糖產(chǎn)物分析見圖4，在37 ℃及最適pH值條件下，保溫60 min。可以看出，水解產(chǎn)物為木二糖、木三糖、木四糖、木五糖為主的木寡糖，沒有木單糖產(chǎn)生，該酶為內(nèi)切型木聚糖酶。

表1 ScXyn22對不同底物的降解活性Table 1 Degrading activity of ScXyn22 toward different substrates

圖4 ScXyn22水解樺木木聚糖產(chǎn)物分析Fig. 4 Analysis of hydrolysis products of birch xylan with ScXyn22

2.4 NaCl濃度對ScXyn22活性影響

在高NaCl濃度（0.5～5 mol/L）的反應(yīng)體系中能夠保持催化活性的木聚糖酶為嗜鹽/耐鹽木聚糖酶。由圖5可以看出，NaCl濃度能夠顯著影響Xyn22活力，但對于不同底物存在差異。當(dāng)Xyn22催化水解樺木木聚糖時(shí)，NaCl濃度在1～4 mol/L之間能夠顯著增強(qiáng)酶活力，并隨NaCl濃度升高而增高，Xyn22活力分別提高到1.64、2.13、2.31、2.39 倍；當(dāng)NaCl濃度達(dá)到5 mol/L時(shí)，酶活力開始降低為原始酶活力的2.3 倍。本研究木聚糖酶Xyn22的嗜鹽/耐鹽優(yōu)于Wang Guozeng等報(bào)道的sp.來源的堿性木聚糖酶XynSL3，該酶在含有3 mol/L的NaCl反應(yīng)體系中，酶活力能夠達(dá)到最適條件下的60%；同時(shí)也優(yōu)于Menon等報(bào)道來源的堿性木聚糖酶，其在2.5%～7.5%的NaCl反應(yīng)體系中時(shí)，酶活力會在160%～120%范圍變化。Xyn22性質(zhì)與Ghadikolaei等報(bào)道的駱駝瘤胃宏基因組來源的GH11家族極端嗜鹽木聚糖酶XylCMS相似，該酶在37 ℃時(shí)3、4、5 mol/L NaCl的反應(yīng)體系中酶活力分別提高了2.4、2.8 倍和2.7 倍，但其最高比活力較低，為2 170 U/mg。

當(dāng)以小麥阿拉伯木聚糖作為底物時(shí)，NaCl能夠增強(qiáng)Xyn22催化活力，NaCl濃度在1～5 mol/L之間酶活力分別為原始酶活力的1.21、1.46、1.58、1.48、1.16 倍；但NaCl會降低該酶對-燕麥葡聚糖的水解活性，NaCl濃度在1～5 mol/L之間酶活力分別為原始酶活力的19.31%、47.72%、55.97%、45.99%、38.18%，已有研究顯示木聚糖酶蛋白的疏水性和等電點(diǎn)能夠影響酶的鹽適應(yīng)性，酶蛋白的表面酸性氨基酸殘基的增加能夠提高溶解性，而負(fù)電荷間的排斥力促進(jìn)酶蛋白適應(yīng)高鹽環(huán)境，因此該現(xiàn)象可能是因?yàn)楦啕}濃度緩沖體系會改變酶蛋白的部分結(jié)構(gòu)，影響其對非最適底物的結(jié)合，降低了酶的催化活性。NaCl是食品中不可缺少的成分，如：面制品、海產(chǎn)品、腐乳、醬油等高含鹽量的食品，因此嗜鹽/耐鹽的木聚糖酶在高含鹽食品加工生產(chǎn)中有很大的應(yīng)用潛力。該結(jié)果顯示Xyn22在食品生產(chǎn)中具有很好的應(yīng)用潛力。

圖5 NaCl濃度對ScXyn22酶活性的影響Fig. 5 Effect of NaCl concentration on the activity of ScXyn22

2.5 蛋白酶對ScXyn22活性影響

當(dāng)被應(yīng)用于飼料添加劑時(shí)，木聚糖酶需要具有一定的蛋白酶抗性。模擬人工腸液環(huán)境下，Xyn22對胰蛋白酶具有較強(qiáng)抗性，在20 min內(nèi)的剩余酶活力為81%，在120 min后剩余酶活力65.77%（圖6）；但該酶不具有胃蛋白酶抗性，酶活力迅速降低，這與var. k11來源的木聚糖酶Xyn10相似，對胰蛋白酶具有較好抗性，但胃蛋白酶處理后酶活性幾乎完全喪失。研究顯示，酶的蛋白酶抗性與其一級結(jié)構(gòu)、糖基化位點(diǎn)等因素相關(guān)，如sp. MEY-1來源木聚糖酶XYL11B具胰蛋白酶和和胃蛋白酶抗性。因此，可應(yīng)用理性設(shè)計(jì)或定向進(jìn)化技術(shù)對酶進(jìn)行分子改造，以改善酶學(xué)性質(zhì)、提高蛋白酶抗性。

圖6 ScXyn22的蛋白酶抗性Fig. 6 Protease resistance of ScXyn22

2.6 ScXyn22對全麥面包比容影響

由圖7可知，面包比容隨Xyn22添加量的增加先增大后降低，當(dāng)Xyn22添加量為300 U/kg時(shí)面包比容最大（＜0.05），為（4.86±0.11）mL/g，而未添加酶的對照組為（4.06±0.417）mL/g，提高了19.7%。本研究結(jié)果與Driss等報(bào)道相似，其發(fā)現(xiàn)來源于Pol6的木聚糖酶Xyn2能夠面包比容提高34.9%。木聚糖酶能將面粉中不溶性木聚糖降解為可溶性低聚木糖，促進(jìn)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)充分快速擴(kuò)展和形成，增加面團(tuán)吸水和持氣能力，增大面包比容。當(dāng)Xyn22添加量超過300 U/kg時(shí)，面包的比容開始降低（圖7），可能是由于添加酶量的進(jìn)一步增加，降低了面團(tuán)的持水能力，進(jìn)而影響松弛性和黏性，導(dǎo)致面包比容減小。

圖7 ScXyn22對全麥面包比容的影響Fig. 7 Effect of ScXyn22 on specific volume of whole grain bread

2.7 ScXyn22對全麥面包質(zhì)構(gòu)特性的影響

由表2可知，添加Xyn22后全麥面包硬度顯著降低（＜0.05），且隨著添加量的增加先降低后升高，當(dāng)添加量為150 U/kg時(shí)，全麥面包硬度最低，相對于未加酶樣品組降低了57.3%。添加Xyn22后全麥面包的咀嚼性也顯著降低（＜0.05），添加量為150 U/kg時(shí)咀嚼性最低，隨著添加量的增加呈先降低后升高趨勢（表2）。與本研究結(jié)果相似，Driss等報(bào)道Pol6來源的木聚糖酶Xyn2能夠使面包硬度降低43.5%，Jiang Zhengqiang等報(bào)道來源的木聚糖酶Xyn B能夠使面包硬度降低57.9%。孟祥平等報(bào)道添加木聚糖酶Xyl至米糠的面包（米糠添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%）后，硬度和咀嚼性隨著添加量的增加先降低后升高，當(dāng)Xyl（最適溫度35～50 ℃，酶活力5 000 U/g）添加量為60 mg/kg時(shí)，面包硬度和咀嚼性最低。該結(jié)果可能因?yàn)樘砑拥哪揪厶敲负蟮途勰咎呛吭黾?，面筋能夠更好地進(jìn)行水合作用形成柔軟有彈性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使硬度和咀嚼性降低；而隨著添加量的增加，水解釋放大量自由水，使得烘烤過程水分散失過多，進(jìn)而導(dǎo)致面包的硬度、咀嚼性增加。

添加Xyn22后，全麥面包的彈性、內(nèi)聚性和回復(fù)性都出現(xiàn)顯著改變（＜0.05），但不同添加量樣品組的這些指標(biāo)差異不明顯（表2）。已有相似研究報(bào)道，如孟祥平等報(bào)道添加木聚糖酶Xyl后，面包的彈性、內(nèi)聚性和回復(fù)性都顯著增加，不同添加量之間相比較并沒有明顯差異。曾潔等研究發(fā)現(xiàn)木聚糖酶對饅頭的回復(fù)性、彈性和黏性影響不顯著。添加木聚糖酶后的面包還原糖含量增加，增加全麥面包的柔軟度。

表2 ScXyn22對全麥面包質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 2 Effect of ScXyn22 on texture properties of whole grain bread

3 結(jié) 論

進(jìn)行了裂褶菌來源GH11家族木聚糖酶Xyn22在畢赤酵母的異源表達(dá)、酶學(xué)性質(zhì)測定及其對全麥面包品質(zhì)影響分析。Xyn22屬于中溫內(nèi)切型酸性木聚糖酶。高NaCl濃度能夠提高Xyn22的催化活性，該酶屬于GH11家族嗜鹽/耐鹽木聚糖酶；當(dāng)催化水解樺木木聚糖、小麥阿拉伯木聚糖、-燕麥葡聚糖3 種底物時(shí)，相同的NaCl濃度對Xyn22催化活性的影響存在較大差異。Xyn22具有較好的胰蛋白抗性。Xyn22能夠提高全麥面包比容，降低麥面面包硬度。全麥面包硬度隨著添加量的增加先降低后升高，但不同Xyn22添加量全麥面包的咀嚼性沒有明顯差異。結(jié)果顯示Xyn22在全麥?zhǔn)称飞a(chǎn)中具有應(yīng)用潛力。