Characterization of Acetylxylan Esterase from White-Rot Fungus Irpex lacteus

The carbohydrate esterase family 1 (CE1) in CAZy contains acetylxylan esterases (AXEs) and feruloyl esterases (FAEs). Here we cloned a gene coding for an AXE belonging to CE1 from Irpex lacteus (IlAXE1). IlAXE1 was heterologously expressed in Pichia pastoris, and the recombinant enzyme was purified and characterized. IlAXE1 hydrolyzed p-nitrophenyl acetate, α-naphthyl acetate and 4-methylumbelliferyl acetate, however, it did not show any activity on ethyl ferulate and methyl p-coumarate. We also examined the activity on partially acetylated and feruloylated xylan extracted from corncob by hydrothermal reaction. Similarly, ferulic and p-coumaric acids were not liberated, and acetic acid was only detected in the reaction mixture. The results indicated that IlAXE1 is an acetylxylan esterase actually reacted to acetyl xylan. However, since IlAXE1 was unable to completely release acetic acid esterifying xylopyranosyl residues, it is assumed that acetyl groups exhibiting resistance to deacetylation by IlAXE1 are present in corn cob xylan.     

多羟基糖类物质对冷冻虾仁中水的重结晶的改善作用

探讨不同糖类对冻藏温度波动下冷冻虾仁的抗冻保水作用。以南美白对虾为对象,以焦磷酸钠和蒸馏水分别为阳性和阴性对照,在-55℃与-24℃冻藏温度波动条件下,分析低聚木糖、卡拉胶寡糖、海藻糖和海藻胶寡糖对虾仁肌肉品质特性的影响。结果表明,在温度波动条件下冻藏144 d过程中,相比于蒸馏水处理组,低聚木糖、卡拉胶寡糖、海藻糖和海藻胶寡糖显著降低了冷冻虾仁的解冻损失率,其中最低的为卡拉胶寡糖组(8.58%)。且糖处理组有效维持了虾仁肌肉组织的质构特性,弹性和咀嚼性最佳分别为1.42 mm和6.80 mJ。同时,几种糖类物质减缓了重结晶虾仁的肌原纤维蛋白含量(106.10 mg/g～111.67 mg/g)、Ca~(2+)-ATPase活性(0.124 U/mg～0.136 U/mg)和总巯基含量(7.6 mmol/L～8.1 mmol/L)的下降速率。微观结构观察发现,相比于蒸馏水组,糖类处理后的虾仁肌肉结缔组织结构较为完整,肌束间空隙较小,且并未发生大面积扭曲、断裂现象,其对冻藏虾仁组织结构具有较好的维持作用。由上,低聚木糖、卡拉胶寡糖、海藻糖和海藻胶寡糖可作为冷冻虾仁的抗冻保水剂加以开发与利用。     

响应面法优化玉米芯中低聚木糖的酶法提取工艺

为提高玉米芯中低聚木糖的得率,试验以玉米芯为原料,研究酶法提取低聚木糖的最优工艺条件,对底物浓度、加酶量、酶解温度、酶解时间4个因素分别进行单因素试验,根据单因素试验结果设计BoxBenhnken中心组合试验,以还原糖含量为指标值,采用响应面分析法确定提取低聚木糖的最优工艺参数,并通过HPLC进行水解产物的分析。结果表明:最优工艺条件为底物浓度3%,加酶量40 m L/g(底物),50℃时酶解5 h所得的低聚木糖含量为3.86 mg/m L。水解产物经HPLC分析后发现其中含有较高的木二糖、木三糖等低聚木糖组分,低聚木糖(木二~木五)的相对含量达68.1%,说明优化后的酶法提取工艺能够较好的制备低聚木糖。     

低聚木糖酸性乳饮料的研制

研究了新型保健食品一低聚木糖乳饮料的生产工艺,对影响产品品质的几个主要因素进行了较为深入的探讨,提出了生产低聚木糖乳饮料的最佳条件。     

酶法水解低聚木糖生产废渣工艺的研究

以低聚木糖生产废渣为酶法水解工艺的研究对象,考察了底物浓度和酶用量对酶解效率和葡萄糖产率的影响。研究结果表明,当纤维素酶Celluclast 1.5L用量在10FPIU/g,底物质量浓度50g/L条件下水解48h,酶解得率达到74.9%,葡萄糖得率为35.1%。单酶水解反应体系寡糖浓度水平较高,添加纤维二糖酶可有效解除可溶性寡糖累积引起的反馈抑制作用。当纤维二糖酶Novozyme 188添加量为30CBIU/g时,相同条件下水解48h酶解得率上升到98.1%,而葡萄糖得率达到78.2%。     

利用少动鞘氨醇单胞菌酶解制备棉籽壳低聚木糖

本文研究了利用自筛菌株酶法制备棉籽壳低聚木糖的基本工艺。低聚木糖是主要的功能性食品添加剂,棉籽壳是生产低聚木糖的良好来源。因此,如何有效的从棉籽壳中提取低聚木糖成为亟待解决的问题。本研究中通过筛选鉴定(法国梅里埃生物自动识别系统)得到一株新的产内切型木聚糖酶的菌株-少动鞘氨醇单孢菌。通过酶解木聚糖工艺的优化,结果表明:当酶解温度为30℃,酶解8 h,木聚糖酶的浓度15%,底木聚糖浓度为40 g/L时,低聚木糖的得率可达到53.20%,经HPLC分析,酶解野种木二糖和木三糖占低聚木糖总量的48.56%,低聚木糖占总糖的82%以上,以上研究可为工业生产低聚木糖工艺的优化提供依据。     

凝胶过滤色谱法研究酶法生产低聚木糖过程中木聚糖分子结构的变化

以玉米芯为原料的低聚木糖生产包括原料的稀酸预处理，蒸煮和酶法水解等过程，本文采用凝胶过滤色谱研究玉米芯木降糖在整个过程中的分子结构的变化。研究结果表明，在选定的稀酸预处理条件下木聚糖不会降解；蒸煮时木聚糖发生随机降解，蒸煮温度越高，降解程度越大，135℃蒸煮30min，大部分木聚糖已有相当程度的降解，但它们的相对分子质量仍然大于1500，该蒸煮条件可满足低聚木糖生产要求；蒸煮液（连渣）加木聚糖酶水解得到的产品的主要成分为木二糖和木三糖等低聚木糖。     

低聚木糖对大鼠粪钙、尿钙的影响

对大鼠进行正常饲料及低钙饲料中添加2%低聚木糖的喂养,喂养周期21d。测定大鼠钙摄入,粪钙、尿钙含量以及钙的吸收率。得出:低聚木糖能够有效提高大鼠对钙的吸收率,降低粪钙含量,并且,低聚木糖对低钙饲料组的影响比普通饲料组的影响大。在喂养1周之后低钙饲料+2%低聚木糖组的粪钙含量8.09mg,较相应对照组降低59.6%;普通饲料+2%低聚木糖组粪钙含量21.71mg,较相应对照组降低58.5%;低钙饲料+2%低聚木糖组的钙吸收率为94.84%;普通饲料+2%低聚木糖组的钙的表观吸收率为92.33%。另外,低聚木糖对尿钙影响不大。     

Thermoanaerobacterium saccharolyticum JW/SL-YS485来源的GH11家族木聚糖酶的克隆表达及其应用

对Thermoanaerobacterium saccharolyticum JW/SL-YS485来源的GH11家族木聚糖酶基因xyn11进行了克隆表达研究。xyn11基因全长636bp,编码211氨基酸。通过构建重组质粒,使其在大肠杆菌中实现了活性表达,酶活达到13.8U/mL。重组酶通过热处理和Ni亲和层析达到电泳纯,SDS-PAGE显示其分子量为20000,与理论分子量吻合。重组酶的最适反应温度为65℃,最适反应pH为4.5,在pH 3.5~6.0范围内保持较高的稳定性,60℃保温1h,酶活还残存60%,Cu²⁺对该酶有激活作用。重组酶底物特异性强,且不能降解木二糖和木三糖。重组酶以榉木木聚糖为底物,其V_max和K_m分别为9809U/mg和5.9mg/mL。榉木木聚糖质量浓度为25g/L,重组木聚糖酶用量为20U/g,在50℃、pH 4.5条件下水解12h低聚木糖的得率为27.8%,水解产物主要由木二糖和木三糖组成,且不产生任何木糖。结果表明,该木聚糖酶催化特性优异,可用于低聚木糖的制备。     

低聚木糖作为牺牲剂在光催化产氢中的应用

目前光催化产氢的研究主要集中于修饰和改性半导体材料来提高其光催化产氢性能。在光催化分解水产氢过程中需要添加牺牲剂甲醇来消耗掉光生空穴,牺牲剂是影响半导体光催化剂产氢性能的一个重要因素。本研究选择可再生生物质低聚木糖作为牺牲剂,探讨了其光催化产氢性能,并与常用牺牲剂甲醇进行了光催化产氢性能比较。结果表明,未负载贵金属Pt时,半导体材料TiO2和C3N4进行光催化产氢时未检测到氢气。负载质量分数1%的Pt后,半导体材料Pt-TiO2和Pt-C3N4可以作为光催化剂进行产氢,经过24 h的光催化反应,基于催化剂质量,以甲醇为牺牲剂时分别产出4298. 3μmol/g和356. 5μmol/g的氢气,以低聚木糖为牺牲剂时分别产出3054. 5μmol/g和495. 6μmol/g的氢气。低聚木糖可以作为光催化产氢的牺牲剂,尤其用作Pt-C3N4的牺牲剂时,产氢性能优于甲醇。