响应面法优化琼胶的酶解条件

为了优化琼胶酶酶解琼胶制备琼胶寡糖的工艺条件,在单因素试验的基础上,运用软件Design-Expert8.0设计中心组合试验,以反应体系中还原糖生成量为评价指标,采用响应面分析法确定琼胶酶酶解的最优条件。优化结果:酶解温度40℃,p H 7.04,Na Cl添加量15 g/L,加酶量为体系的23.97%(14.4 U)、底物质量浓度11 g/L。在此最佳工艺条件下,还原糖质量浓度达1762.3 mg/L,比优化前提高了近3倍,同时琼胶的转化率达到30%。采用薄层色谱分析法优化前后酶解产物的降解情况,结果显示优化后的终产物基本只有新琼二糖,酶解反应比优化前更加完全,酶解效率更高。试验结果表明,采用基于中心组合设计的响应面分析方法能够较大地提高目标产物的产量,实现酶解工艺条件的优化。     

小麦秸秆酶法制备低聚木糖及其抗氧化活性

研究小麦秸秆酶法制备低聚木糖的最佳工艺及其抗氧化作用。确定低聚木糖的最佳制备条件为：酶解pH 6.0、木聚糖酶用量3 g/L、底物质量浓度70 g/L、酶解温度50 ℃、酶解时间4 h。在此条件下,酶解产生的还原糖含量为9.5 g/L,可溶性总糖含量为26.3 g/L,平均聚合度为2.77。考察低聚木糖的抗氧化活性,发现其对•OH、O2－•和DPPH自由基的清除能力呈量效关系。     

龙须菜酶解制备琼胶寡糖的工艺优化

通过酶解条件的优化来提高琼胶寡糖水解度,以得到低聚合度的新琼寡糖。试验研究了底物浓度、酶解温度、反应p H、加酶量、酶解时间和龙须菜颗粒大小对酶解过程中水解度的影响。酶解产物采用琼胶酶直接酶解龙须菜制备琼胶寡糖,简化琼胶寡糖制备工艺。结果表明,最佳酶解工艺为:底物浓度0.5%,酶解温度45℃, pH 6.5,琼胶酶加酶量10 U/mL,纤维素酶加酶量6.5 U/mL,龙须菜颗粒大小为过40～60目筛,酶解时间5 h,对应的水解度为56.6%,还原糖含量为4.652 mg/mL。通过液相色谱分析酶解产物主要为新琼四糖,存在少量新琼二糖,为功能性琼胶寡糖应用打下基础。     

玉米芯碱法提取木聚糖及其酶解制备低聚木糖的工艺研究

采用碱法提取制备玉米芯木聚糖,以提取率为指标,研究了碱液浓度、提取温度、处理时间、提取振荡速度、醇沉p H等因素对提取率的影响,通过木聚糖酶酶解木聚糖提取低聚木糖,以酶解产物中还原糖含量、可溶性总糖含量及平均聚合度DP为指标,采用正交试验探讨了酶浓度、酶解温度、酶解时间、p H值、底物浓度对酶解产物的影响,得出酶解玉米芯木聚糖制备低聚木糖的最佳工艺条件为:底物浓度为12%(w/v),酶解p H为4,酶解温度为45℃条件下添加0.06%(w/v)的木聚糖酶,酶解8h,得到总糖含量为18.88mg/m L,还原糖含量为9.46 mg/m L,聚合度DP为1.85。     

皂荚多糖胶酶解制备低聚糖

利用β-甘露聚糖酶对皂荚多糖胶进行解聚改性。采用L9(34)正交设计法对底物质量浓度、加酶量、反应温度和反应时间4个因素进行考察。正交试验结果表明：皂荚多糖胶酶解的最佳工艺条件为底物质量浓度50g/L、加酶量1300U/g、反应温度65℃、反应时间11h。在此最佳工艺条件下,还原性末端糖基得率为49.92%,酶解产物的平均聚合度为2.00。此外,通过初期补料方式提高底物浓度,在反应24h后100g/L和150g/L的反应液中还原性末端糖基得率分别为50.89%和46.97%。表面活性剂对酶解反应有促进效果,皂荚皂素和吐温80可将还原性末端糖基得率分别相对提高5.25%和9.40%。高效液相色谱分析表明,皂荚多糖胶的酶解产物主要为甘露四糖(17.25%)、甘露三糖(28.68%)、甘露二糖(4.55%),水解产生的单糖仅为1.81%。     

木聚糖酶Shearzyme 500 L对蔗渣木聚糖的特性研究

以木聚糖酶Shearzyme 500L水解蔗渣木聚糖制备低聚木糖,用DNS法测定酶解液中的总糖和还原糖,HPLC法测定酶解产物组成,其适宜的水解条件为底物质量浓度3g/100mL、pH5.0、60℃、木聚糖中酶用量50U/g、水解时间24h。在此条件下底物水解率约为63.1%,水解产物的81.5% 为低聚木糖,其中木二糖占54.8%,木三糖占26.7%。Shearzyme 500L 不能将一分子木二糖水解为两个木糖单糖,但能水解木三糖并相应生成木二糖与木糖。副产物木糖能显著抑制Shearzyme 500L 活性,降低木聚糖的水解率。     

酸-复合酶法制备玉米芯低聚木糖

以玉米芯为原料,用稀酸进行预处理,再利用复合酶水解制备低聚木糖,通过单因素和正交实验确定酸-复合酶法制备玉米芯低聚木糖的最佳工艺。结果表明:酸预处理的最佳条件为:硫酸的浓度为2.5 g/L,在120℃下,玉米芯和稀硫酸按1:6的料液比预处理90 min;复合酶水解的最佳条件为:木聚糖酶和纤维素酶按1:1配比组成复合酶,复合酶的添加量为2%,最适pH为5.0,在50℃下酶解时间为15 min。在该条件下,玉米芯水解液中可溶性总糖为110.24mg/g,还原糖含量为63.72 mg/g,平均聚合度为1.73。     

稻草酸水解制还原糖的工艺条件

研究了用稀H2SO4直接酸解稻草制还原糖的最佳条件,探讨了酸浓度、酸解温度和酸解时间等因素对还原糖含量的影响。实验表明,用稀H2SO4直接酸解稻草省去了预处理步骤,能获得较大的还原糖收率。采用正交实验法,以总还原糖浓度为考察指标,对实验结果进行方差分析,得出稀H2SO4酸解稻草的最适宜工艺条件为:硫酸质量分数20%,水解温度60℃,水解时间36h,稻草与硫酸量比为1∶10,可获得还原糖浓度为23.835g/L。对于稻草水解过程,认为4h前主要为半纤维素水解,16～36h主要为纤维素水解,36h后水解基本完成。     

利用竹基纤维素为碳源生物转化L-乳酸的潜力研究

以竹材制浆厂备料工段产生的废弃竹屑为原料,采用蒸汽爆破预处理且提取半纤维素后的竹基纤维素为碳源,同时对预处理前后竹屑采用扫描电子显微镜&能谱仪和激光粒度分析仪进行表征;用分步水解发酵工艺,结合高效液相色谱对发酵L-乳酸工艺关键参数进行了分析,探究了该碳源生物转化L-乳酸的潜力。结果表明,蒸汽爆破预处理提高了原料酶解还原糖释放量,在总固体(total solids, TS)质量浓度140 g/L、酶添加量60 FPU/g、酶解54 h条件下糖化,总糖质量浓度可达31.19 g/L。将糖化液用于发酵试验,在起始糖质量浓度19.43 g/L,发酵初始pH 6.5、菌株接种量5%、发酵17 h条件下,L-乳酸质量浓度可达6.28 g/L,其糖酸转化率高达80.87%。综上,该实验为竹基纤维素的利用提供了高值化途径参考。     

利用玉米芯制备对香豆酸和低聚木糖的研究

采用氢氧化钙代替氢氧化钠从玉米芯中提取对香豆酸,而后采用酶法水解残渣制备低聚木糖。提取对香豆酸的最佳工艺为：料液比（玉米芯∶提取液）1∶10,氢氧化钙用量0.1g/g玉米芯,室温下提取24h。在此条件下,对香豆酸提取率为10.66mg/g。提取对香豆酸后的残渣用清水洗至中性,在料液比1∶15（玉米芯∶提取液）的条件下,用木聚糖酶酶解,经响应面实验得其最佳工艺条件：酶添加量8g/L、温度55℃、pH5.0、时间8h。在此条件下,酶解产生的还原糖含量为155.84mg/g,可溶性总糖含量为379.61mg/g,平均聚合度为2.43。     

重组β-甘露聚糖酶制备低聚葡甘露糖工艺条件的优化

研究了利用自主构建的重组毕赤酵母菌株GS115/Auman26A所产β-甘露聚糖酶水解魔芋粉制备低聚葡甘露糖的工艺条件。以底物魔芋粉的水解率为指标,通过单因素试验确定酶法制备低聚葡甘露糖的酶解条件如下:加酶量60 U/g,酶解温度40℃,魔芋粉质量浓度30 g/L,酶解时间5 h。魔芋粉水解率和酶解液还原糖质量浓度分别为53.3%和10.45 mg/m L。超滤后的酶解产物经高效液相色谱检测可知组分主要以低聚葡甘露糖为主,其中还原性单糖占9.83%,二糖以上的低聚葡甘露糖占90.17%。     

低温α-淀粉酶液化板栗淀粉的工艺研究

试验采用Sigma公司的低温"-淀粉酶(A-3176,Type VⅠ-B)对板栗淀粉进行水解,以水解产生的还原糖含量作为液化指标,通过单因素试验和正交试验优化,最终确定了板栗淀粉液化的最佳工艺条件是酶用量99U/g淀粉、酶解温度40℃、体系pH值6.17、酶解时间115min,这种条件下可以使还原糖含量达到28.41%。     

参薯粉浆酶法水解条件优化与动力学分析

采用液态高温α-淀粉酶水解参薯粉浆,分别通过单因素和正交试验,检测水解液中总还原糖的含量,考察和优化参薯粉浆酶法水解液化过程,并进行酶解反应动力学分析。结果表明：酶解温度90℃、粉浆pH值5.6、参薯粉浆质量浓度40mg/mL、加酶量0.07mL/g、水解时间50min时效果最佳,水解液中总还原糖得率可达到52.95%,米氏常数为Km＝80.84mg/mL,Vm＝1.26mg/(mL ·min)。     

正交实验法优化菊粉外切酶水解菊粉的工艺研究

菊粉作为新兴的食品原料被广泛的应用于生物质能源。以菊粉为原料,通过菊粉外切酶处理得到高果糖浆,通过检测还原糖含量确定反应得率,采用DNS法测定还原糖含量。在单因素试验中,以还原糖得率为指标,分别研究了温度、pH、加酶量、底物浓度对还原糖得率的影响。通过单因素试验与正交试验数据分析探究,最优的工艺条件为:酶解温度:45℃,酶解pH=5,底物浓度:50g/L,加酶量:80U/g。在此优化条件下反应60h的还原糖得率为83.63%。本文通过菊粉外切酶将菊粉水解为果糖和葡萄糖,其中果糖为主要产物,葡萄糖为次要产物。重复性试验表明该方案具有良好的复现性,具有重复性好,得率高等优点。可为工业中通过菊粉生产高果糖浆提供一定的指导与参考。     

酶水解爆破秸秆制备低聚木糖

研究了木聚糖酶水解爆破秸秆制备低聚木糖的工艺,得到如下结论:当爆破秸秆与水质量比为1∶7.5、pH6.0、黑曲霉木聚糖酶添加量为198U/g(干基)、53℃、酶解12h时,可获得较好的酶解效果,酶解液总糖含量达到49.80mg/mL,还原糖含量达到17.03mg/mL、木聚糖水解率达到63.77%(对原料木聚糖)、木聚糖平均聚合度降至3.10;酶解产物中低聚糖主要为木二糖和木三糖,低聚木糖含量达到50.80%(对固形物)。     

超声波-复合酶法制备玉米秸秆低聚木糖工艺优化

以玉米秸秆为原料,利用超声波-复合酶法制备低聚木糖,研究超声波温度、超声处理时间、复合酶比例、复合酶添加量、酶解时间对低聚木糖制备的影响。在单因素试验的基础上,采用Box-Behnken试验设计方案对制备条件进行优化,得出制备玉米秸秆低聚木糖的最佳工艺参数为:超声温度56℃,超声处理时间40min,添加0.8%(以玉米秸秆计)复合酶(木聚糖酶和纤维素酶按照2∶1的比例组成)并酶解30 min,在此条件下,酶解液中(以玉米秸秆计)还原糖含量为36.43mg/g、可溶性总糖含量为74.32mg/g、平均聚合度为2.04。高效液相色谱法成分分析得出低聚木糖糖液的主要成分是木二糖和木三糖。     

魔芋葡甘露聚糖的酶水解工艺条件

研究了利用黑曲霉(Aspergillus niger)E-56菌株所产高活力β-甘露聚糖酶水解魔芋葡甘露聚糖的工艺条件.在单因素试验的基础上,进一步通过正交试验确定酶法制备甘露低聚糖的最佳工艺条件为:魔芋胶质量浓度240 g/L(去离子水配制),加酶量为120 U/g,50 ℃酶解8 h.在该工艺条件下,酶解液中葡甘露低聚糖的平均聚合度(DP)在1.8～1.9范围内.     

琼胶寡糖的生物酶解制备工艺研究

以龙须菜为原料,以琼胶得率为指标,采用正交实验研究了液料比、水提温度、水提时间对琼胶得率的影响,得到最佳水提琼胶工艺条件;进一步以水解度为指标,采用响应曲面法研究了pH、酶解温度、底物浓度对琼胶水解度的影响,得到最优酶解工艺。结果表明,琼胶的最佳水提条件为:液料比281(v/w),水提温度120℃,水提时间90 min,在此条件下,琼胶得率为32.8%。酶解时间2h,加酶量20 U/mL条件下的最优酶解工艺为:pH6.4,酶解温度54℃,底物浓度0.6%(w/v),此时水解度为89.75%。经薄层层析分析,酶解产物为偶数新琼寡糖(DP2、4、6、8),其中主要产物为新琼四糖,为功能性琼胶寡糖的开发应用打下基础。     

酶水解制备紫甘薯山楂复合汁的工艺优化

以紫甘薯和山楂为原料,通过在紫甘薯液化浆中添加山楂提取液,利用糖化酶和果胶酶双酶水解制备紫甘薯山楂复合汁,基于单因素实验结果,设计了四因素三水平的正交试验,对影响酶水解的主要因素(糖化酶用量、果胶酶用量、水解温度及时间)进行了优化,研究酶水解条件对复合汁中可溶性固形物、还原糖、总黄酮、花青素的含量影响。结果表明:糖化酶用量0.60mL/L、果胶酶3.00‰、酶解温度60℃和酶解时间80min,在此条件下得到紫甘薯山楂复合汁中可溶性固形物为11.5%、还原糖88.50g/L、总黄酮1.76g/L、花青素178.47mg/L、总酸6.30g/L、氨基酸1.09g/L。酶水解可有效制备紫甘薯山楂复合汁。     

酶解条件对麦麸低聚木糖含量及其性质的影响

采用酶法水解麦麸水不溶性阿拉伯木聚糖制备低聚木糖,研究酶解温度、酶解时间和加酶量对低聚木糖含量及其糖组成、平均聚合度以及益生元活性的影响。结果表明:随着酶解时间由1h延长至2 h、酶解温度由40℃增加至50℃和加酶量由0.125 g/L增加至1 g/L时,低聚木糖含量增加,平均聚合度减小,木二糖、木三糖和木四糖的相对含量比值减小;不同酶解条件下得到的低聚木糖培养青春双歧杆菌的菌体浓度含量均有不同程度的增加;青春双歧杆菌代谢不同酶解条件下得到的低聚木糖发酵液中代谢产物均含乳酸、乙酸和丙酸,乙酸含量最高,其产酸量变化趋势与菌体浓度和低聚木糖含量相一致,与低聚木糖平均聚合度相反。当酶解温度50℃,酶解时间2 h和加酶量1 g/L时,低聚木糖含量达到最大为101 mg/g,平均聚合度降至最小3.23,木二糖、木三糖和木四糖的相对含量比值也最小,菌体浓度增值倍数达到最大为5.65倍。