β-呋喃果糖苷酶合成低聚乳果糖的工艺研究

以蔗糖和乳糖为底物,利用节杆菌β-呋喃果糖苷酶合成低聚乳果糖,通过单因素和正交实验获得酶反应的最佳工艺条件为:酶反应体系的pH为6.5,反应温度37℃,酶用量1500U/g蔗糖,酶反应时间12h,反应体系的固形物含量为40%,蔗糖和乳糖的比例为1:1,该条件下低聚乳果糖的最大转化率为160.83mg/mL.     

低聚乳果糖的酶法合成

利用自制β-呋喃果糖苷酶合成低聚乳果糖,温度为42℃,pH为7.0,酶添加量为0.5mL,底物浓度为20%时,经十几个小时的反应,获得低聚乳果糖含量约30%.     

米曲霉β-呋喃果糖苷酶基因克隆及生物信息学分析

β-呋喃果糖苷酶水解蔗糖和低聚果糖,酶法生产高纯度低聚果糖,必须抑制或消除β-呋喃果糖苷酶的水解活性.本研究以工业生产低聚果糖的米曲霉菌株GX0015为研究材料,采用RT-PCR技术,克隆获得β-呋喃果糖苷酶基因(GenBank登录号:EU130944).利用生物信息学手段对β-呋喃果糖苷酶基因进行分析得知:该酶为456个氨基酸组成的亲水性膜外蛋白;功能域分析结果显示:该酶从第52个至第456个氨基酸残基之间序列属于糖苷酶32家族特征序列,并具有糖苷酶32家族酶活性中心的(N/G)DP(C/N)G和RDP保守序列;米曲霉β-呋喃果糖苷酶在进化树上的位置处于酵母菌的转化酶和细菌的六磷酸蔗糖水解酶之间.     

β-D呋喃果糖苷酶合成低聚果糖的工艺研究

以蔗糖为底物 ,采用来源于米曲霉中的 β -D -呋喃果糖苷酶 (EC3 2 1 2 6)合成低聚果糖 ,酶反应最佳条件为 :反应温度 35℃ ,酶反应体系的pH为 8 0～ 8 2 ,酶浓度 2 7IU/ g(蔗糖 ) ,酶反应时间为 8h。低聚果糖的最大转化率为 5 4% ,82 %的蔗糖被转化     

响应面法优化离子交换法固定化β-D-呋喃果糖苷酶

以大孔阴离子树脂D311 为载体,对日本曲霉来源的β-D- 呋喃果糖苷酶进行离子交换法固定化。研究温度、pH 值、时间、游离酶液酶活力对固定化效果的影响,并在此基础上运用响应面法对固定化条件进行优化。结果表明,最佳固定化条件为：室温、pH6.6、固定化时间4h、游离酶液酶活力为900U/mL,在此条件下,固定化β-D- 呋喃果糖苷酶生产的低聚果糖产量可达58.16%。     

β-呋喃果糖苷酶活力高效液相色谱检测法的建立

β-呋喃果糖苷酶被广泛应用于功能性食品低聚果糖的生产,它同时具有水解活力和转移活力,在不同条件下,两种活力分布并不一致.本文比较了β-呋喃果糖苷酶活力的三种测定方法.采用3,5-二硝基水杨酸(DNS)法,样品处理简单、成本低廉,但准确度低,宜于工业化生产和实验室粗放测定时使用;测总还原糖和葡萄糖联用法,是对DNS法的改进,但操作复杂、误差较大;高效液相色谱检测法,操作成本较高,但具有灵敏度和准确度高的特点.建立了β-呋喃果糖苷酶活力的高效液相色谱检测法,以浓度为25%(W/V)的蔗糖为酶反应底物,通过检测反应体系中葡萄糖和果糖的含量可准确计算β-呋喃果糖苷酶的水解活力和转移活力,实验结果令人满意.     

乳酸克鲁维酵母乳糖酶合成低聚半乳糖的研究

低聚半乳糖因其具有优越的生理功能而获得广泛关注。利用乳酸克鲁维酵母来源的β-半乳糖苷酶水解乳糖进行酶法合成低聚半乳糖的研究,应用薄层层析定性、HPLC-ELSD定量技术对低聚半乳糖进行分析,并对其合成条件进行优化。β-半乳糖苷酶水解乳糖合成低聚半乳糖的最佳反应条件为:底物(乳糖)浓度50%、加酶量40 U/g、p H7.5、50℃,以上条件下反应2 h,低聚半乳糖产率为23.4%。     

2-氧-α-D-葡萄糖基-L-抗坏血酸酶法合成工艺优化

以L-抗坏血酸和β-环糊精为底物,利用海洋微生物Y112所产的环糊精葡萄糖基转移酶(CGTase)催化合成2-氧-α-D-葡萄糖基-L-抗坏血酸(AA-2G)。在单因素试验的基础上应用Plackett-Burman试验设计筛选出3个对AA-2G产量有显著影响的因素(pH、底物浓度、加酶量),然后应用Box-Behnken方法进行三因素三水平的试验设计优化AA-2G酶法合成工艺。结果表明,最佳工艺条件为:加酶量90.78U/g·β-环糊精,pH 9.07,底物浓度56.81g/L,底物配比11(体积比),转化时间24h,温度45℃。该条件下,AA-2G的产量为10.62g/L。     

大孔树脂MI-BN4固定化β-呋喃果糖苷酶Fru6及催化合成低聚果糖

为了降低β-呋喃果糖苷酶Fru6使用成本,使β-2,6键型低聚果糖应用到实际中。该试验研究了对Fru6的固定化技术。通过多官能团树脂MI-BN4对Fru6进行固定化,优化了果糖苷酶Fru6固定化条件,并研究固定化酶Fru6酶学性质、固定化酶Fru6催化低聚果糖能力、以及固定化酶Fru6重复使用的能力。在吸附时间6 h,温度25℃,加酶量40 U的条件下进行固定化,可得到酶活力205. 7 U/g,酶活回收率95. 2%,蛋白吸附量0. 6 mg/g干树脂的固定化果糖苷酶。固定化酶Fru6催化合成低聚果糖能力相较于游离酶有所提高,低聚果糖转化率从62%提升到了72%,并且可重复使用12次,低聚果糖产量略有降低。得到了高酶活回收率且催化能力较好的固定化果糖苷酶,为生产6-低聚果糖奠定了基础。     

响应面法优化β-半乳糖苷酶法制备低聚半乳糖工艺

本文以乳糖为起始原料,在单因素实验的基础上,结合响应面分析法考察加酶量、反应温度、反应时间、反应pH等因素对低聚半乳糖总产率和低聚半乳四糖产率的影响,优化β-半乳糖苷酶法制备低聚半乳糖工艺。结果表明,β-半乳糖苷酶法制备低聚半乳糖的最佳工艺参数为起始乳糖浓度300 g/L、加酶量8.25 U/g乳糖、反应温度49 ℃、反应时间16 h、反应pH5.6。在此条件下,低聚半乳糖总产率为14.61%,低聚半乳四糖产率为3.31%。该方法针对性提高高聚合度低聚半乳糖的产率,可为低聚半乳糖的功能性应用及特医食品的研发提供参考。     

Synthesis of potentially-bioactive lactosyl-oligofructosides by a novel bi-enzymatic system using bacterial fructansucrases

Efficient enzymatic synthesis of lactosyl-oligofructosides (LFOS) with a degree of polymerization from 4 to 8 was achieved in the presence of sucrose:lactosucrose and sucrose:lactose mixtures by transfructosylation reaction. The main synthesized LFOS which consist of β-2,1-linked fructose to lactosucrose: β-d-galactopyranosyl-(1 → 4)-α-d-glucopyranosyl-[(1 → 2)-β-d-fructofuranosyl]n-(1 → 2)-β-d-fructofuranoside (where n refers to the number of transferred fructose moieties) was structurally characterized by nuclear magnetic resonance (NMR). The maximum formation of LFOS was 81% (in weight with respect to the initial amount of lactosucrose) and was obtained after 24 h of transfructosylation reaction based on sucrose:lactosucrose (250 g L^− 1 each) catalyzed by an inulosucrase from Lactobacillus gasseri DSM 20604 (IS). The production of LFOS in the presence of sucrose:lactose mixtures required a previous high-yield lactosucrose synthesis step catalyzed by using a levansucrase from Bacillus subtilis CECT 39 (LS) before the inulosucrase-catalyzed reaction. This novel one-pot bi-enzymatic system led to the synthesis of about 22% LFOS in weight, with respect to the initial amount of lactose (250 g L^− 1). The results revealed a high specificity for the substrate involved in the inulosucrase-catalyzed reaction given that, although lactosucrose (O-β-d-galactopyranosyl-(1 → 4)-O-α-d-glucopyranosyl-(1 → 2)-β-d-fructofuranoside) acted as a strong acceptor of β-2,1-linked fructose, lactose (β-d-galactopyranosyl-(1 → 4)-α-d-glucose) was found to be an extremely weak acceptor.     

Plackett-Burman和Box-Behnken试验优化嗜热链球菌Q4F8产胞外多糖工艺

嗜热链球菌Q4F8是通过诱变筛选获得的产胞外多糖突变株,为实现工业化应用,对其发酵工艺进行优化,以提高胞外多糖产量。本研究以GM17为基础培养基,通过单因素筛选试验、响应面优化中的Plackett-Burman试验和Box-Behnken试验分析法对培养基和培养条件进行优化。结果表明,影响嗜热链球菌合成胞外多糖的因素主次顺序为pH值＞培养温度＞乳糖质量分数。其最佳工艺参数为pH 6.90、培养温度42 ℃和乳糖质量分数1.51%,且在该条件下胞外多糖产量达到191.47 mg/L,较原始菌株提高了1.3 倍。通过对原始菌株Q4进行复合诱变筛选及培养条件和培养基优化,使菌株胞外多糖产量显著提高（P＜0.01）,为该菌株和其他链球菌的工业化发酵提供参考,其胞外多糖具有较好抑菌能力,为功能性乳酸菌的开发和利用提供应用潜能。     

Enzymatic synthesis of galacto-oligosaccharides and other lactose derivatives (hetero-oligosaccharides) from lactose

Non-digestible oligosaccharides are applied as functional food ingredients to replace sucrose and to exploit specific biological functions, particularly low cariogenicity, low caloric content, prebiotic activity, and their ability to prevent adhesion of pathogens and toxins to eukaryotic cells. Oligosaccharides derived through enzymatic synthesis from lactose, i.e., galacto-oligosaccharides, lactulose and lactosucrose, account for a major part of the annual oligosaccharide production. Enzymatic production of oligosaccharides employs lactose as galactosyl-donor to transfer the galactosyl-moiety of lactose to suitable acceptor carbohydrates through the activity of β-galactosidases, or employs lactose as a galactosyl-, glucosyl- or fructosyl-acceptor through the activity of β-galactosidases, glucansucrases and fructansucrases. This communication provides an overview on the structural diversity of galacto-oligosaccharides and hetero-oligosaccharides that are produced by enzymatic conversion of lactose, and reviews the strategies used to optimize enzymatic transglycosylation with lactose as glycosyl donor or glycosyl acceptor.     

响应面法优化超声辅助提取核桃叶多酚的工艺研究

首次以陇南核桃叶为原料,运用超声波辅助提取技术对核桃叶中的多酚类物质进行提取,在温度为40℃,超声功率为110W的条件下,考察了料液比、超声时间、乙醇浓度对多酚提取率的影响,并利用响应面法优化了提取工艺,得出最佳工艺参数为:料液比为1∶10,超声提取时间为10min,乙醇浓度为70%,在最佳提取工艺的条件下,核桃多酚的含量可达到4.04mg/g,为核桃叶多酚的进一步开发提供了依据。     

响应面试验优化超声波辅助合成地奥司明工艺

以橙皮苷为原料,采用超声波技术,探究地奥司明新型合成路线。在单因素试验基础上,选取超声功率、超声时间、反应时间、反应温度为影响因素,地奥司明得率为响应值,利用Box-Behnken设计原理和响应面试验分析法,研究各因素及其相互作用对得率的影响,模拟得到二次多项式回归方程的预测模型,确定最佳反应条件为：超声功率700 W、超声时间25 min、反应时间5.6 h、反应温度120 ℃。在此条件下,地奥司明合成的得率为21.35%,与理论预测值得率21.78%相比,其相对误差为1.97%,并通过多种波谱方式验证了合成物为目标产物地奥司明。说明通过响应面优化后得到的回归方程具有一定的实践指导意义,同时本实验也为地奥司明的超声波辅助合成提供一定的思路。     

半干法制备阳离子淀粉的工艺优化

以玉米淀粉为原料,3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)为醚化剂,在碱性条件下,采用半干法制备低取代度阳离子淀粉。采用Box-Behnken中心组合响应面设计,对半干法工艺进行优化,并分析反应温度、反应时间、碱的用量、体系含水量对阳离子淀粉取代度的影响。结果表明:回归方程能较好地预测取代度随工艺条件变化的规律,半干法制备低取代度阳离子淀粉工艺条件为:反应温度64.40℃,反应时间6.58 h,NaOH与醚化剂摩尔比2.12,体系含水量25.28%,在此条件下制得的阳离子淀粉取代度为0.051 9。     

响应面法优化油酰海藻酸酯的合成工艺

采用响应面法分析不同因素对油酰海藻酸酯合成工艺的影响。选择甲酸用量、油酰氯用量、反应温度和反应时间4个因素,采用响应面分析法,根据Box-Behnken组合设计原理设计试验。结果表明：最适条件为海藻酸量0.5g、4.95mL甲酸、11.27mL油酰氯、反应温度50℃、反应时间20min。在此条件下,取代度可达4.93%、产率可达92.27%,与方程的预测值相符。     

金属氧化物催化棕榈酸制备生物柴油工艺及其动力学研究

采用溶胶-凝胶法制备系列大表面金属氧化物,并以其为催化剂催化棕榈酸与甲醇反应制备生物柴油棕榈酸甲酯,同时考察了催化剂种类、醇酸摩尔比、催化剂用量、反应时间及反应温度等因素对酯化反应的影响。研究结果表明,金属氧化物CeFeTiO催化剂表现出最好的催化酯化活性,强酸性及大的比表面积是其具有高活性的原因;以CeFeTiO为催化剂,利用响应面分析法优化所得棕榈酸甲酯的产率为93.2%,结果与模型预测值基本相符。优化条件下,合成棕榈酸甲酯反应的活化能为22.18 kJ/mol,反应级数为1.54,动力学方程为： 。     

Response surface methodology applied to the enzymatic synthesis of galacto-oligosaccharides from cheese whey

In this study, a strategy was proposed for making galacto-oligossaccharides (GOS), a high valueadded product, from a byproduct of the dairy industry, cheese whey, using a commercial β-galactosidase from Kluyveromyces lactis (Lactozym® 3000L). The effects of the substrate concentration, temperature, and enzyme dosage were statistically studied and their optimum combinations were determined using response surface methodology. The increase in lactose concentration, temperature, and enzyme concentration favored a transgalactosylation reaction. The maximum values for GOS concentration (119.8 mg/mL) and yield (29.9%) in a 4 h process were obtained in the reaction system, composed of 400 mg/mL of lactose and 10 U/mL of enzyme at 40°C. Under these conditions, the lactose conversion was 68.7%. The maximum value for lactose conversion (87.8%) was observed at the same temperature and enzyme concentration, although the lactose level was 20%.     

超声波辅助盐法提取鹿茸糖胺聚糖工艺优化

以鹿茸为原料,应用超声波辅助盐法提取糖胺聚糖。在单因素试验基础上,选取超声波功率、超声波处理时间、液料比为自变量,鹿茸糖胺聚糖提取率为响应值,应用Box-Behnken 旋转回归设计对提取工艺进行优化。结果表明：最优提取条件为超声波处理时间19.57min、超声波功率401.2W、液料比43.8:1(mL/g),在此条件下,鹿茸糖胺聚糖实际提取率为3.29%。与蛋白酶提取法相比,该方法糖胺聚糖提取率较高,简便易行并能降低生产成本。