玉米芯酶法制取低聚木糖的研究

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作者
罗晓风
机构
[1] 华中农业大学
关键词
玉米芯; 木聚糖; 木聚糖酶; 低聚木糖; 精制;
D O I
暂无
年度学位
2005
学位类型
硕士
摘要
近年来,功能性低聚糖因其具有独特的生理功能,特别是能促进肠道内双歧杆菌的增殖,有益于肠健康而受到人们的重视。低聚木糖亦称木寡糖,属于功能性低聚糖的一种,由2~7个D-木糖以β-1,4-木糖苷键结合而成,主要以富含木聚糖的植物资源,如木屑、玉米芯、棉籽壳、稻壳和菜籽壳为原料,经内切型木聚糖酶水解后,再进行分离、精制而制得。低聚木糖极难被消化吸收,肠内残存率高,具有极好的双歧杆菌增殖性,其选择利用性高于其它功能性低聚糖。玉米是我国三大粮食作物之一,每年产量极其可观,目前除少量进行初加工外,绝大部分作为农家燃料被烧掉并未得到充分的利用,既浪费了资源又污染环境,因此,开展对以玉米芯为原料,生产低聚木糖的研究是十分必要的。 本文探讨了低聚木糖的制备方法:以玉米芯为原料提取木聚糖,利用黑曲霉分泌的木聚糖酶水解木聚糖后用活性碳精制制得低聚木糖。建立了检测低聚木糖主要成分的毛细管电泳法。 木聚糖的生产工艺为:玉米芯预处理后,加入NaOH和蒸馏水(与玉米芯粉固液比为1:10),使碱的浓度为10%,100℃水浴2h,用浓盐酸中和至中性。沉淀烘干得到粗木聚糖,得率为22.7%(g粗木聚糖/g玉米芯)。 确定黑曲霉产木聚糖酶最优条件:混合固体培养基为玉米芯粉与碳源C,加入量之比为6:4,添加1%氮源N1,固液比1:2,28℃培养84h。用0.05mol/L醋酸盐缓冲液(pH4.6)浸提固体培养基2h(固液比1:5),过滤后,清液中加入饱和度70%(NH4)2SO4盐析1.5h,将沉淀冷冻干燥,得到粗酶。脱盐后测得木聚糖酶的部分性质为:最适反应温度为45℃,最适反应pH值3.6。该酶在pH3.0~11.0范围内比较稳定,50℃以下热稳定性好,一般金属阳离子对该酶影响不大,适用于低聚木糖工业化生产。 木聚糖酶水解木聚糖的条件为:在摇床转速为200r/min,温度为45℃的条件下,50ml缓冲液(pH3.6)中加入0.01%木聚糖酶酶解2g粗木聚糖5h。得到低聚木糖浓度为4.02mg/ml,低聚木糖占总糖浓度的44.2%。 使用活性碳柱分离精制低聚木糖。用蒸馏水和15%乙醇沈脱可以纯化低聚木糖,回收率为78.1%,纯度达82.6%。 建立了柱前衍生化测定低聚木糖中主要组分的毛细管电泳方法。在未涂渍的石英毛细管中,以75mmol/L硼砂(pH10.5)为运行缓冲液,在检测波长214nm、分离电压10kV下对低聚木糖主要组分的α-萘胺衍生物进行快速分离测定。结果表明,该方法重现性好,木二糖迁移时间和峰面积的相对标准偏差分别在0.5%和2.0%以内。木二糖浓度在0.0001~1.000mg/ml范围内,含量与其峰面积之间呈现良好的
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