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小麦麸皮中低聚木糖的生物酶法制备技术研究 摘要 低聚木糖是一种功能性低聚糖，具有很强的促进双歧杆菌增殖能力，常 作为重要的益生因子应用于保健食品中。小麦麸皮富含半纤维素，是制备低 聚木糖的良好原料。本文以小麦麸皮为原料，采用两种生物酶法制备低聚木 糖。首先，探讨了以小麦麸皮为固态发酵基质培养产木聚糖酶的微生物，在 其生长期诱导产木聚糖酶降解麦麸以制备低聚木糖的可行性，为麸皮综合利 用及低聚木糖制备提供新途径；其次，以商品木聚糖酶加入粗提麦麸木聚糖 中制备低聚木糖；最后，对两种生物酶法从小麦麸皮制备低聚木糖的工艺效 果进行了比较。 首先通过透明圈法及固态发酵预实验对实验菌种进行选择。三种产酶微 生物(木霉Trichoderma sp．、黑曲霉Aspergillus 后三者均产生水解圈，说明三个菌种均能产生木聚糖酶。木霉通过固态发酵 所得可溶性总糖含量较黑曲霉和球毛壳高，且平均聚合度适中，适合固态发 酵制备低聚木糖；而黑曲霉和球毛壳经固态发酵所得低聚木糖的平均聚合度 偏低，不适合通过固态发酵的方法制备低聚木糖。 以木霉为实验菌株进行固态发酵实验，考察了起始pH、起始含水量、 接种量、表面活性剂用量、发酵时间、低聚木糖添加量、温度对固态发酵的 影响，通过测定固态发酵提取液中还原糖、可溶性总糖的浓度、平均聚合度 确定最佳单因素条件为：(以底物109麦麸为基准)起始pH4．0、起始含水量 基础上，选定发酵温度、发酵时间、低聚木糖添加量后设计四因素三水平的 正交实验，确定各因素的主次顺序为：起始含水量起始pH表面活性剂用 量接种量，确定最佳固态发酵工艺为：(以底物109麦麸为基准)起始含水 实验确定的最优条件下进行验证性实验，固态发酵提取液中可溶性总糖含量 为198．62 mg·g麸皮～，还原糖含量为49．32mg·g麸皮～，低聚木糖含量为149．3 件组合下的固态发酵提取液经硅胶薄层层析，分析结果显示主要成分为木三 糖、木四糖。 以碱法粗提麦麸木聚糖为底物，以酶解液中的还原糖浓度、可溶性总糖 浓度、低聚木糖平均聚合度为衡量指标，考察了酶解时间、酶质量分数、底 物质量分数、酶解温度、pH五个单因素对木聚糖酶酶解麦麸木聚糖效果的 影响，确定了最佳单因素条件为：酶解时间4h，酶质量分数159·L～，底物 质量分数509·L一，酶解温度40℃，pH5．5。在单因素基础上，选定底物质量 分数509·L‘1及酶解时间4h，选取酶质量分数、酶解温度、pH为考察因素的 三因素三水平的Box．Behnken实验，得可溶性总糖含量y对酶质量分数蜀、 好的对实验进行分析和预测，通过响应面分析，确定因素间的主次顺序：酶 解温度pH酶质量分数，进一步确定最佳酶解工艺为：酶质量分数 糖含量为200．9 mg·g麸皮～，还原糖含量为93．52mg·g麸皮～，低聚木糖含量 过薄层层析结果显示，酶解液的主要成分为木二糖、木三糖。 比较了两种制备低聚木糖的生物酶法方案和工艺的差异，重点比较了两 类生物酶法对木聚糖的降解情况。以微生物固态发酵麦麸制备低聚木糖虽然 没有商品木聚糖酶所制备的低聚木糖的有效成分多，但由微生物经诱导产生 的木聚糖酶对木聚糖具有一定酶解效果，能够实现微生物以麦麸为固态发酵 基质生长，并在生长期诱导所产木聚糖酶降解麦麸同步进行，简化低聚木糖 制备工艺，方法具有可行性，为制备低聚木糖提供了新途径。 关键词：小麦麸皮，木聚糖酶，低聚木糖，木霉固态发酵，酶解工艺 STUDYONPREPARATIONOF XYLooLIGoSACCARIDESFROMWHE』订BRANBY BIOLOGICALENZYMATICMETHODS ABSTRACT sortof functional able Xylooligosaccharides(XOs)，a to the of were in promoteproliferationbifidobacteriu