大豆低聚糖的提取及酶改性的研究

大豆低聚糖中功能性因子（棉子糖、水苏糖）与非功能性因子（蔗糖）共存。目 前我国生产的大豆低聚糖产品中功能性低聚糖的含量较低30～40％。本研究的目的在 于制取大豆低聚糖的同时，通过酶改性将其中非功能性蔗糖转化为功能性低聚糖，增 加大豆低聚糖中功能因子的含量，提高大豆低聚糖的功能性。 本研究采用调酸、加金属盐和加热方法沉淀大豆乳清蛋白，确定大豆乳清预处理 的最优工艺参数为pH4.3，CaCl2浓度3～5％，加热温度为80～90℃，加热时间为20min， 该处理过程蛋白质沉淀率为85.20％，大豆低聚糖的保存率为91.24％。经预处理的大 豆乳清采用截留分子量为10000的膜超滤，超滤压力P：3.0～4.5psi，超滤温度：40～ 50°，蛋白质的截留率为87.32％，大豆低聚糖的截留率为8.91％。 本研究从两株米曲霉（Aspergillus oryzae 100、Aspergillus oryzae 200）和 一株假丝酵母（Candida guilliermondii 2.1510）中筛选出高产β-D-呋喃果糖苷 酶的菌株Aspergillus oryzae 100。并确定了Aspergillus oryzae最佳培养条件为 30℃，95-100小时，菌体接种量为每10g麦麸接种1mL，最佳培养基组成为：麦麸∶ 大豆乳清（2—3%固性物）(1∶0.9)，3%蔗糖。试验证明该酶液为复合酶，麦芽糖、棉 子糖、蔗糖、鼠李糖、阿拉伯糖都可以作为底物发生转糖基作用生成新的糖，其中 β-D-呋喃果糖苷酶的活力最强。采用乙醇法浓缩β-D-呋喃果糖苷酶的粗酶液，浓 缩倍数为2.5倍。β-D-呋喃果糖苷酶的特性是：（1）在温度≤40℃时，β-D-呋喃 果糖苷酶稳定，β-D-呋喃果糖苷酶反应的最适温度为35～45℃；（2）β-D-呋喃果 糖苷酶在pH5-9范围内稳定，β-D-呋喃果糖苷酶反应的最适pH为7～9；（3）Ag+对 酶有较强的激活作用，K+、Zn2+、Hg2+对酶也有激活作用，但程度不如Ag-，其他金属 离子基本上对酶的活性没有影响；（4）葡萄糖、鼠李糖、甘露糖、麦芽糖、七叶苷可 使β-D-呋喃果糖苷酶活性降低，松三糖可使β-D-呋喃果糖苷酶活性提高，但总的 来说，酶活性变化幅度不大，其他糖源对该酶的活力基本上没有影响；（5）β-D-呋 喃果糖苷酶在常温下保存两天，酶液变质，失去使用价值。在冰箱中4℃保存两个月， 酶液略有变质，但活力降低较大，已经失去使用价值；（6）酶反应动力学方程为： 采用二次旋转正交回归设计优化β-D-呋 喃果糖苷酶合成低聚果糖工艺参数，确定了以蔗糖为底物，β-D-呋喃果糖苷酶合成 低聚果糖的最佳工艺参数为：反应温度：35℃，酶反应体系的pH为8.0～8.2，酶用 量为2.7μmol/min.g（蔗糖），酶反应时间为8小时。低聚果糖的最大转化率为 54.27％，82％的蔗糖被转化。在上述工艺条件下以大豆低聚糖为底物，进行酶反应，61％ 一 的蔗糖被转化，产物中低聚糖的含量由原来的 38．98％M高到 55 SCh。 经酶改性大豆低聚糖的酸地稳定性：（）低聚果糖：PH 5 5时，随着温度的升高， 低聚果糖的稳定性阀氏；PH6～8范围内，低聚果糖对热稳定；（2）水苏糖：PH三2 时，水苏糖随着温度的升高，稳定性阎氏：训＞4时，水苏糖的热稳定性好；门)棉 子糖：在整个试验 pH范围内棉子糖对热稳定。 经采用AInes试验、小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验、小鼠睾丸染色体畸变分析 试验三项致突变试验证明改性大豆低聚糖是安全的。 在成人推荐剂量下食用低聚果糖、大豆fffe糖和改性大豆低聚糖不会产生胀气。 改性大豆低聚糖对双歧杆菌、乳杆菌和肠秆菌的增殖 优于其他两 氏聚糖。