酶法制备豆皮低聚木糖的研究

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低聚木糖是木糖通过β-1,4-糖苷键组成的寡糖,是高效的双歧杆菌增殖因子,有着众多优良的生理活性,而且其附加值较高,市场前景好,是目前国内外研究最为广泛的功能性低聚糖之一。本论文系统地研究了低聚木糖的酶法生产工艺,主要包括:豆皮木聚糖的提取,木聚糖酶的酶解工艺条件的研究,低聚木糖粗液的精制以及低聚木糖组分的分析。在碱法提取过程中,通过研究碱浓度、固液比、抽提温度和抽提时间因素的影响,确定了较佳的提取条件,豆皮碱抽提的最佳工艺条件为:碱添加量为2.5%(w/v),固液比为1:15,80℃下提取80 min,在此条件下豆皮木聚糖的提取率为8.63%。离子色谱的单糖检测结果显示,碱提木聚糖液中的单糖主要为木糖,木糖含量为糖含量的54.99%。通过酶解单因素实验和正交实验,确定了酶解的最优条件。影响酶解液糖含量的最主要因素是酶添加量,其次是酶解时间和料液比,温度和pH值的影响相对较弱。正交试验的最优条件为pH 4.3,温度40℃条件下添加0.3%(w/v)的木聚糖酶,固液比1:15酶解2 h。按最优方案进行酶解,得到总糖含量为5.74 mg/mL,高于正交试验中各条件下的含量,所以正交试验的优方案为酶解最佳条件。通过活性碳脱色的单因素及正交实验结果分析,在保证脱色率和糖保留率均较高的前提下,活性碳脱色的最优工艺为:活性碳加量0.5%,pH值为3.5,60℃条件下脱色40 min。在此条件下脱色率为86.4%,糖保留率为81.3%。对12种阴阳离子交换树脂进行静态筛选结果,选择001×7和201×7按体积比1:1的比例串联装柱对脱色糖液进行脱盐,串联柱处理量为3倍柱体积,经过串联柱脱盐处理后,糖液的电导率将至95 us/cm以下。将经过脱盐处理的糖液,经HPLC检测其糖类组成,色谱条件为:安捷伦1100 serises色谱工作站,糖柱(4.6×250 mm,5 um),柱温为30℃,流动相为乙腈:水=70:30,流速为0.8 mL/min,进样量为10 uL,检测器为示差检测器。由HPLC图谱可知,豆皮酶解糖液中含木二至木五糖,低聚木糖含量为糖含量的36.73%。
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