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大豆低聚糖的提取及酶改性的研究

马莺

  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,CaCl_2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~+、Zn~(2+)、Hg~(2+)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。……   
[关键词]:大豆乳清;超滤;米曲霉;β-D-呋喃果糖苷酶;改性大豆低聚糖;Ames试验
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:东北农业大学2000年