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小麦麸皮_中低聚木糖的生物酶法制备技术研究.pdf

发布:2018-06-07约7.36万字共62页下载文档
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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
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