大蒜蔗糖﹕蔗糖1-果糖基转移酶（1-SST）的酶学特征

摘要：

【目的】研究大蒜（Allium sativum L.）中蔗糖﹕蔗糖1-果糖基转移酶（1-SST）的酶学特征，为大蒜保鲜、加工和品质改良提供依据。【方法】采用饱和度10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%和100%的硫酸铵分级沉淀1-SST，以确定其所在的硫酸铵部位。分别取1-SST 活力最高的硫酸铵部分与底物蔗糖反应，研究其在不同的温度、pH、离子强度、底物质量浓度等条件下合成高果聚糖的能力，即采用高效液相色谱-蒸发光散射（HPLC-ELSD），测定1-SST 反应前后的1-蔗果三糖的含量，进而计算出1-SST 活力大小并总结出其在不同的温度、pH、离子强度、底物质量浓度等条件下合成高果聚糖反应的规律；采用的色谱柱为 Prevail Carbohydrate ES 柱（250 mm×4.6 mm，5μm），色谱柱柱温箱温度为40℃，流动相最大限压20 MP，流动相为乙腈和水，其流速为1.0 mL·min-1，ELSD 撞击器关闭状态，漂移管温度90℃，载气流量2.5 L·min-1（空气）。其梯度洗脱方式为：0 min，75%乙腈﹕25%水；15 min，65%乙腈﹕35%水；30 min，50%乙腈﹕50%水；35 min，75%乙腈﹕25%水；40 min，75%乙腈﹕25%水。【结果】在上述测定条件下，果糖、葡萄糖、蔗糖、1-蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果五糖6种糖完全分离，出峰时间仅为20 min，测定方法可靠、灵敏度高，满足了测定1-SST 活性的要求。以50%（w/w）蔗糖为底物时，仅产生1-蔗果三糖，无其它高果聚糖的产生，证实了在所试条件下，大蒜中1-SST 反应具有专一性。大蒜1-SST 主要存在于30%—40%硫酸铵饱和度部分，其中0—30%，40%—70%有轻微活力，未发现70%—100%硫酸铵组分有1-SST 的活力。取30%—40%的硫酸铵饱和度部分作为样品研究1-SST 酶学特征发现其最适反应温度为35℃，当温度到达40℃以上时，酶的活力下降的很快，说明1-SST 具有热不稳定性，因此在研究大蒜1-SST 时，要尽量避免高温，以免影响后续研究；其最适反应 pH 为5.0，与大麦（Hordeum vulgare）、菊苣（Cichorium intybus L.）、菊芋(Helianthus tuberosus Colombia )、黑麦草（Lolium rigidum）、龙舌兰（Agave americana L.）的1-SST 最适 pH 大致相同，显示不同植物1-SST 活力中心部位的结构可能基本一致；在蔗糖浓度为100—600 mg·mL-1内，酶活力随着底物质量浓度的增加而提高，而当底物浓度超过500 mg·mL-1时，酶活力增加的幅度减少而趋于平缓，这完全符合米氏方程（Michaelis-menten）的酶动力学性质；对于 Na+、Cl-来说，离子强度越低，1-SST 活力越强，1-SST 在35℃下的米氏常数 Km 为104 mmol·L-1。【结论】大蒜1-SST 随温度、pH、离子强度、底物质量浓度等变化，不仅影响大蒜贮藏过程中的果聚糖代谢，也影响大蒜加工产品，尤其是大蒜提取物中糖的种类和含量。

关键词：果聚糖、蔗糖﹕蔗糖果糖基转移酶、酶学特征、大蒜、1-蔗果三糖

分类号：R284.1;S484;TN305.7

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2015-02-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：334-342