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亚硝酸盐是肉类加工时常用的发色剂,不仅能使肉制品呈良好色泽,而且还具有防腐和增强风味的作用。但是,亚硝酸盐进入人体后,可形成具有致癌作用的亚硝胺,还会引起正常血红蛋白(二价铁)转变成正铁血红蛋白(三价铁)而失去携氧功能,因此研究食物中的亚硝酸盐及其降解情况,对人体健康及食品工业都具有十分重要的意义。
亚硝酸盐还原酶可以广泛应用于降低食品和烟草中亚硝酸盐含量。本论文筛选和鉴定了一株高效降解亚硝酸盐的巨大芽孢杆菌(B.megaterium MPF-906,CGMCCNo.1627),并研究了亚硝酸盐还原酶的产酶条件,进而对亚硝酸盐还原酶进行了纯化和酶学性质的研究。另外,还对亚硝酸盐还原酶对肉制品中亚硝酸钠的降解情况进行了初步研究。论文的主要内容和结论如下:
通过平板筛选和摇瓶复筛,从烟土中筛选出一株具有高效降解亚硝酸盐能力的菌株,根据16S rRNA序列分析、培养特征及生理生化特征分析,将该菌株鉴定为巨大芽孢杆菌(B.megaterium MPF-906)。经摇瓶试验,B.megaterium MPF-906的较好的发酵产酶条件为:初始pH6.5,通气条件(摇床转速)160r/min,接种量4%,30℃下能进行良好发酵。其最优培养基组成为:葡萄糖15g/L;牛肉膏2g/L;硫酸铵1g/L;K<,2>HPO<,4> 1.35g/L;KH<,2>PO<,4> 0.7 g/L;无机盐10mL/L(即MGSO<,4>·7H<,2>O浓度为0.04%、MnSO<,4>.H<,2>O浓度为0.001%、CaCl<,2>·2H<,2>O浓度为0..002%),NaNO<,2>0.138g/L。
亚硝酸盐还原酶粗酶液经硫酸铵沉淀,DEAE-Cellulose柱层析、SephadexG-75凝胶过滤层析分离纯化,得到了电泳纯的亚硝酸盐还原酶,分子量为35kDa。酶反应的最适温度和pH分别为40℃和6.5。热稳定性较好,80℃下保温4h后仍有50%的酶活力。在pH5.5~9.0之间均较稳定,残余酶活都在60%以上。Cu<2+>、Ba<2+>能提高酶活力;Mn<2+>、pb<2+>对酶活力有明显抑制作用;Na<+>、Fe<3+>、Mg<2+>、Al<3+>对其有轻微抑制作用;Ca<2+>、Zn<2+>对酶活力影响不大。亚硫酸钠为底物,该酶的Km=8.6mmol/L,Vmax=4.1U/mg。
本试验综合考虑了影响亚硝酸盐还原酶在火腿肠中作用结果的各方面因素,实验得出应用该酶较为理想的试验条件为,酶的添加量42U/50g样品、反应时间45min、作用温度40℃,在此条件下,火腿肠中亚硝酸钠残留量较低(低于国标30mg/kg),而不加酶的对照组亚硝酸盐残留量高于国标(30mg/kg)。