β-环糊精合成中不同助剂以及小分子糖对转化率的影响

通过测定体系中的葡萄糖值,研究反应过程中小分子糖含量的变化及其对β-环糊精转化率的影响。分别添加乙醇、乙腈、二甲亚砜、环己烷4种助剂研究体系小分子糖及β-环糊精转化率的变化。结果表明,体系中小分子糖的存在可抑制β-环糊精的合成。助剂的添加抑制体系中小分子糖的合成,可提高β-环糊精转化率。     

淀粉脱支后环化制备大环糊精

以普通玉米淀粉、木薯淀粉、高直链玉米淀粉为底物制备大环糊精,先利用异淀粉酶将这3种底物脱支处理以后,再利用栖热水生菌4-α-糖基转移酶的环化作用来生产大环糊精。结果表明:经过脱支处理以后,普通玉米淀粉大环糊精的最高转化率从20.3%增加到33.6%(1.7倍);木薯淀粉大环糊精的最高转化率从16.82%增加到32.4%(1.9倍);高直链玉米淀粉大环糊精的最高转化率从24.53%增加到44.07%(1.8倍)。因此,该方法是种有效的大环糊精生产方法,具有工业化应用的潜能。     

麦芽糖转糖基酶产环糊精性质的研究

通过β-淀粉酶对未环化的直链淀粉进行降解,采用DNS法对反应体系中还原糖进行测定,依据环化反应前后还原糖的变化来计算环糊精的产率,研究底物浓度、酶量、温度、pH、麦芽糖、乙醇、二甲基亚砜对转化率的影响。结果表明,直链淀粉终浓度为0.1～0.125%时转化率最高,而酶用量对最终转化率影响不大,最适转化pH值和温度分别是6.5和40℃,麦芽糖对转化率起抑制作用,乙醇和二甲基亚砜则能够提高转化率。     

利用来源于Paenibacillus macerans的α-CGTase突变体Y89D生产α-环糊精

对α- 环糊精葡萄糖基转移酶(α-CGTase)突变体Y89D 制备α- 环糊精的影响因素进行初步研究。其因素包括淀粉种类(马铃薯淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉、可溶性淀粉)、加酶量、反应时间、pH 值、有机溶剂(乙醇、异丙醇、正丁醇、正癸醇)和温度。结果表明：选用5g/100mL 马铃薯淀粉、pH5.0、温度30℃、加酶量控制在 每克淀粉5U 左右,反应体系中加入体积分数5% 的正癸醇,反应6h 后,淀粉总转化率可达70%,其中α- 环糊精在产物中质量分数约为85%,转化产物中含有少量β- 环糊精(15%),而极少生成γ- 环糊精。因此,α-CGTase突变体Y89D 在制备α- 环糊精工艺中具有很好的工业化应用前景。     

重组Bacillus stearothermophilus β-CGTase在β-环糊精制备中的应用条件优化

以作者所在实验室前期构建的产嗜热脂肪芽孢杆菌β-环糊精葡萄糖基转移酶(β-CGTase)重组短小芽孢杆菌作为菌种,经过摇瓶发酵,得到酶活为49 U/mL的β-CGTase粗酶液。以马铃薯淀粉为底物用β-CGTase进行单酶法转化制备β-环糊精,并对转化条件进行优化。结果表明,最优反应条件为:反应时间18 h,初始pH 6.0,反应温度50℃,底物质量浓度15 g/dL,加酶量13 U/g底物。在最优条件下,总转化率最高为73.9%,其中β-环糊精比例为98.7%。在此基础上,建立了采用普鲁兰酶与β-CGTase复配同步转化淀粉制备β-环糊精的新工艺,并且优化了普鲁兰酶的加酶量。结果表明,当普鲁兰酶加量为50 U/g淀粉底物,反应时间18 h时,总转化率达到最高81.4%,其中β-环糊精占比97.7%。     

β-环糊精对玉米淀粉成膜性能的影响

环糊精对食品风味成分具有包埋缓释的性能,向淀粉膜中添加环糊精可赋予膜相应的功能特性。作者通过流延法制备含环糊精玉米淀粉膜,利用理化及质构仪等方法研究β-环糊精的加入对淀粉成膜性能的影响。结果表明,β-环糊精和淀粉膜有很好的的相容性,随着β-环糊精含量的增加,玉米淀粉膜透明度略有降低,水溶性明显增加,水蒸气透过系数显著下降;质构拉伸测试结果表明:β-环糊精添加使淀粉膜断裂延伸率降低,而抗拉强度先降低后增强。总体而言,质量分数20%的β-环糊精添加量对淀粉膜的外观影响不大,但明显提高膜了的阻水性,增强了膜的力学性能。     

β-环糊精的合成工艺研究

通过对以麦芽糊精为底物,合成β-环糊精过程中工艺参数的研究,为环糊精生产提供参教指导。经试验得出最佳参数为：添加10％（V/V）环己烷,以DE5．80的麦芽糊精为底物,底物浓度15-20％（m／V）,反应温度50℃,反应pH8．5,加酶量5U/g淀粉,反应时间5～10h的条件下,β-环糊精得率最高。     

β-环糊精对玉米淀粉糊化特性的影响

基于β-环糊精（β-CD）对淀粉回生的抑制机理作用,利用淀粉黏度仪及红外光谱仪研究了β-CD对玉米淀粉糊化特性的影响,以期为淀粉类食品的生产提供参考。结果表明：一定量的β-CD能够显著降低淀粉的回生值和结晶度,增加冷糊黏度和冷糊稳定性;β-CD与淀粉之间未产生化学反应,主要是范德华力、氢键力和静电力的相互作用,并不涉及共价键的断裂与生成。     

鳙鱼蛋白水解液脱腥效果研究

以感官评分为评价指标,比较了酵母和β-环糊精对鳙鱼蛋白水解液脱腥效果的影响。结果表明:用酵母和β-环糊精复合处理鳙鱼蛋白水解液,即先在鳙鱼蛋白水解液中添加0.5%酵母,在35℃温度下处理45min,再用1%β-环糊精在65℃温度下处理0.5h有最好的脱腥效果。     

CGTase合成γ-环糊精的酶促反应条件优化

采用筛选到的一株嗜碱芽孢杆菌,研究它所产生的环糊精糖基转移酶生产环糊精的工艺条件,重点探讨酶促反应条件对环糊精糖基转移酶生产γ-环糊精的影响。结果表明:环糊精糖基转移酶生产γ-环糊精的最佳工艺为反应体系的pH 8.0,温度60℃,环糊精糖基转移酶的酶量500U/g.淀粉,甘草酸浓度2%,淀粉的DE值6～11,在该条件下制备的产品得率最高;蕉藕淀粉和木薯淀粉在生产γ-环糊精时是环糊精糖基转移酶比较合适的底物;普鲁蓝酶对γ-环糊精的产量增加作用有限。     

β-环糊精辛烯基琥珀酸酯合成研究

在β-环糊精衍生物中,酯衍生物占有重要地位。该研究以辛烯基琥珀酸酐为酯化剂,在弱碱条件下与β-环糊精酯化合成β-环糊精辛烯基琥珀酸酯,考察酯化剂用量、反应温度、pH值和反应时间四个因素对合成β-环糊精辛烯基琥珀酸酯取代度影响。通过正交实验得出合成β-环糊精辛烯基琥珀酸酯适宜条件为:酯化剂用量为β-环糊精质量4%、反应温度为35℃、反应时间为10 h、pH值为7.5;在此条件下,β-环糊精辛烯基琥珀酸酯取代度为0.0545。     

Box-Behnken响应面法优化酶法制备α-环糊精及其分离纯化

以α-环糊精葡萄糖基转移酶(α-cyclodextrin glycosyltransferase,α-CGTase)为催化剂,研究其作用于马铃薯淀粉产出α-环糊精的酶法生产工艺。通过单因素试验和Box-Behnken中心组合设计法设计响应面试验,分析不同条件对α-环糊精转化率的影响。试验结果表明,当α-CGTase的反应温度为50℃,pH值为5.5时,α-CGTase呈现最好的酶活性质,α-环糊精的转化率最高。反应体系中加入有机溶剂正癸醇,底物浓度为1.0%,加酶量为200 U/g淀粉,反应时间为14 h时,α-环糊精的转化率可达40.6%。通过水蒸气蒸馏法进一步分离纯化α-环糊精产物,经高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)鉴定分析,转化率可达到20%～40%,纯度达到75%。     

常压室温等离子诱变选育β-环糊精葡萄糖基转移酶高产菌株及发酵工艺研究

目的以嗜碱芽孢杆菌(Bacillus alcalophilus)为出发菌株,利用常压室温等离子体快速诱变技术筛选β-环糊精葡萄糖基转移酶高产菌株,并对其发酵工艺进行优化。方法采用平板菌落透明圈大小结合摇瓶发酵酶活测定进行菌株筛选和发酵工艺优化。结果筛选出一株遗传稳定性好的β-环糊精葡萄糖基转移酶高产突变株HX188,在5 m~3发酵罐装料系数为55%的条件下,经连续6代发酵生产试验,发酵周期平均为40 h,产酶水平可稳定在6302 U/m L左右,较出发菌株2803 U/m L提高了124.8%;其最佳发酵工艺条件为:玉米淀粉2%,豆粕粉5%,pH 8.7,温度37℃,溶氧水平为20%,适时流加玉米淀粉、氮源和乳糖可提高菌体浓度及β-环糊精葡萄糖基转移酶酶活力。结论筛选出的突变株HX188遗传稳定性好,产酶能力强,能够满足工业化生产的需要。     

环糊精葡萄糖基转移酶生产α-熊果苷的反应条件优化及分子改造

选择4种环糊精葡萄糖基转移酶(CGTase)分别为来源于Paenibacillus macerans的α-CGTase,Bacillus circulans 251的β-CGTase,Bacillus stearothermophilus NO_2和Anaerobranca gottschalkii的α/β-CGTase,研究不同种类的CGTase生产α-熊果苷的情况。以麦芽糊精为供体,对苯二酚(Hydroquinone HQ)为受体,通过CGTase和淀粉葡萄糖苷酶的两步酶法反应催化合成α-熊果苷。分别优化不同类型的酶合成α-熊果苷的条件,发现Anaerobranca gottschalkii来源的CGTase在如下最优条件下获得的HQ摩尔转化率最高,为25%:以葡萄糖当量(DE)值为9%~13%的50 g/L麦芽糊精作为供体,8 g/L HQ为受体,缓冲液pH 6.0,在40℃下反应24 h,沸水浴灭活后,加入糖化酶处理,高效液相色谱检测产物。为了进一步提高CGTase对底物的转化率,利用定点突变技术对A.gottschalkii CGTase进行分子改造,得到1个突变体Y299A,在最优的反应条件下突变体的HQ转化率可达40%。     

β-环糊精-淀粉树脂分离纯化土茯苓中的总黄酮

本文以环糊精（α-、β-、或γ-）和淀粉为原料,通过环氧氯丙烷合成水不溶性的环糊精-淀粉树脂（CDP）。比较了三种环糊精-淀粉树脂对落新妇苷的吸附性能,筛选出效果最佳的β-CDP。考察了β-CDP的等温吸附特性,结果表明β-CDP对落新妇苷的吸附量随平衡浓度的升高而增加;吸附过程是一个放热过程,温度升高不利于吸附。4 ℃条件下,落新妇苷平衡浓度为360 μg/mL时,β-CDP的吸附量为49.52 mg/g。该等温吸附可以用Freundlich方程进行拟合,说明β-CDP对落新妇苷的吸附是一个非均匀的多层吸附。比较了不同溶剂对被吸附落新妇苷的解析效果,结果表明60%乙醇为最佳洗脱溶剂,超声处理10 min后解析率为91.97%。将β-CDP用于土茯苓总黄酮的分离纯化,总黄酮得率为2.28%。经HPLC分析产物中落新妇苷含量为51.71%,总黄酮含量为76.63%。     

β-环糊精结合脱支处理对重结晶大米淀粉消化性和结构的影响

为了提高抗性淀粉(RS)的含量,探究重结晶大米淀粉(RRS)、β-环糊精重结晶大米淀粉(β-CD-RRS)、重结晶脱支大米淀粉(DB-RRS)、β-环糊精重结晶脱支大米淀粉(DB-β-CD-RRS)的消化性和结构的差异。采用体外模拟消化法测定其消化性,通过X-射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热法(DSC)对其晶体结构、形貌和热稳定性进行表征。体外消化实验显示:RRS、β-CD-RRS、DB-RRS和DB-β-CD-RRS的抗性淀粉含量分别为16.45%、19.03%、43.83%和52.34%;蒸煮后,RRS、β-CD-RRS、DB-RRS和DB-β-CD-RRS的抗性淀粉含量分别为1.54%、5.73%、15.49%和20.18%。XRD分析表明,β-CD-RRS与RRS没有明显的衍射峰,DB-RRS和DB-β-CD-RRS均呈B+V型结晶,结晶度分别为23.6%和30.13%。但DB-β-CD-RRS的XRD图谱中在5.2 °处出现衍射峰,这表明形成了淀粉-β-环糊精复合物。SEM结果显示:RRS和β-CD-RRS呈片状结构,而DB-RRS和DB-β-CD-RRS呈紧密的球形颗粒结构。结果表明,β-环糊精结合脱支处理可促进淀粉重结晶及淀粉-β-环糊精复合物的形成,从而协同增加抗性淀粉的含量。     

玉米醒酒肽的脱苦及其对活性的影响

为了制备具有高醒酒活性及风味良好的玉米肽功能食品,采用正交实验、体外乙醇脱氢酶活性试验,比较了活性炭吸附法,风味酶酶切法和β-环糊精掩盖法3种脱苦工艺对脱苦效果和醒酒活性的影响,以期获得醒酒活性高、风味口感好的产品。实验结果表明:活性炭吸附法虽实现了脱色和脱苦的同步进行,但造成了较大的玉米肽和醒酒活性的双重损失;风味酶法在保留玉米肽醒酒活性的同时能使苦味值下降2个单位,且无氮损失;β-环糊精掩盖法脱苦效果好。因此,生产高醒酒活性玉米肽功能食品不宜采用活性炭吸附法脱苦,可采用风味酶酶切法或β-环糊精掩盖法脱苦。     

γ-环糊精葡萄糖基转移酶的酶学性质及其产物特异性

通过克隆Bacillus clarkii 7364来源编码γ-环糊精葡萄糖基转移酶(γ-cyclodextrins glucanotransferase,γ-CGTase)的基因,构建并表达基因重组菌株E.coli BL21/pET28a(+)-γ-CGTase,对γ-CGTase酶学性质和产物特异性进行了研究。结果表明,所克隆表达的γ-CGTase分子质量为78 kDa,水解活力与环化活力在最适温度、最适pH、金属离子影响等方面均存在一定差异。以可溶性淀粉为底物,经HPLC测定催化产物中几乎无α-环糊精(α-cyclodextrin,α-CD),γ-CD/β-CD可达7.70,γ-CD转化率为15.83%,添加体积分数为10%的乙醇浓度γ-CD产量可提高89.91%,γ-CD/β-CD提高73.77%,转化率为33.44%。催化豌豆淀粉γ-CD/β-CD达12.92,转化率为19.1%,分别比可溶性淀粉提高了63.13%和22.90%。该研究为进一步提高γ-CGTase酶法制备γ-CD产量和专一性应用提供了重要的理论依据。     

亚糊化热处理对玉米淀粉-胡椒碱复合物功能特性的影响

为探究在亚糊化温度下胡椒碱负载于玉米淀粉对其结构和理化特性的影响,本研究选用玉米淀粉在60℃下制备亚糊化玉米淀粉-胡椒碱复合物,并通过扫描电镜、快速糊化粘度测定仪、差示扫描量热、傅里叶变换红外光谱和X射线衍射等进行了表征。结果表明,胡椒碱成功负载到亚糊化玉米淀粉上,负载率为39.45%;扫描电镜结果显示淀粉颗粒膨胀的裂隙内部成功负载胡椒碱,粒径从天然玉米淀粉的15.20μm增大到亚糊化玉米淀粉的25.80μm,再到亚糊化玉米淀粉-胡椒碱复合物的81.90μm;胡椒碱的加入降低了亚糊化玉米淀粉的峰值粘度和谷值粘度;复合物红外光谱未产生新的基团或化学键,但胡椒碱的加入增强了玉米淀粉与胡椒碱的分子内和分子间氢键作用;X-射线衍射表明相对结晶度从天然玉米淀粉的23.52%升高到亚糊化玉米淀粉-胡椒碱复合物的28.15%,但是亚糊化处理未改变玉米淀粉的晶型结构;与天然玉米淀粉相比,亚糊化玉米淀粉和亚糊化玉米淀粉-胡椒碱复合物的凝胶焓值显著（P<0.05）降低。亚糊化玉米淀粉负载胡椒碱,胡椒碱的加入对亚糊化玉米淀粉的结构影响较小,但对其理化性质产生了显著的影响,并为淀粉与胡椒碱之间的相互作用...     

苯乙醇香精与β-环糊精包合物的制备工艺研究

采用饱和水溶液法制备苯乙醇香精与β-环糊精包合物,通过正交实验确定出最佳工艺条件,即:苯乙醇香精与β-环糊精的配比为1∶6,包合温度为50℃,包合时间为2.5h;在此条件下苯乙醇香精与β-环糊精的包合率为84.75%。包合物紫外光谱的最大吸收波长和吸光度显示,苯乙醇香精与β-环糊精包合物和两者的混合物以及β-环糊精本身显著不同,验证了环糊精包合了苯乙醇香精分子。