菊芋褐变酶酶学特性及菊糖提取的相关研究

论文摘要

本论文以菊芋为原料,研究了多酚氧化酶的酶学性质;分析菊芋块茎主要成分;研究菊芋提取与精制工艺。为了解菊芋提取物氧化变色的机理,研究了菊芋多酚氧化酶（PPO）的基本酶学性质。用分光光度法分别研究了以邻苯二酚为底物的酶促褐变反应动力学和pH、温度、底物浓度、酶浓度对该反应的影响以及不同底物对多酚氧化酶活性的影响。结果表明,菊芋多酚氧化酶的酶促反应产物的最大吸收波长为405nm,最适pH为4.8,最适温度为35℃,其酶促褐变反应动力学符合米氏方程所描述的规律,相应的动力学参数Km=0.0126 mol/L,Vmax=0.4415 U/min。菊芋多酚氧化酶对邻位多酚的氧化具有专一性。还原剂亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、L-抗坏血酸以及L-半胱氨酸对酶促褐变有很好的抑制作用。通过菊芋的主要成分分析,发现新鲜菊芋的水分含量达76.23%,菊糖占13.3%。菊芋还含有蛋白质、脂肪、粗纤维及无机盐等。其中蛋白质含量占4.51%,脂肪占1.09%,粗纤维占0.86%,灰分含量占1.78%。采用热水浸提法提取菊芋中的菊糖,分别研究提取温度、提取时间、固液比对菊糖提取率的影响。实验结果表明:最佳提取温度为70℃,提取时间为50min,固液比为1:20,在这条件下,菊糖提取率可达91.94%。本实验通过石灰乳-磷酸法除杂去蛋白,用活性炭脱色,得到精制的菊糖提取液。实验结果表明:石灰乳作用的最佳pH为11;石灰乳作用的最佳时间为70min;石灰乳作用的最佳温度为80℃;在此最佳组合条件下,透过率可达30%;磷酸作用的最佳pH为5;磷酸作用的最佳时间为70min;磷酸作用的最佳温度为50℃;在此最佳组合条件下,透过率达70%,蛋白祛除率是75%;活性炭的最佳用量为4%;最佳脱色时间为60min;最佳脱色温度为80℃。在此最佳组合条件下,脱色率可达80%,颜色是淡黄色。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 菊芋概述
• 1.2 菊糖概述
• 1.2.1 菊糖的结构
• 1.2.2 菊糖的物理化学性质
• 1.2.3 菊糖的生理功能
• 1.2.4 菊糖的应用
• 1.3 酶促褐变
• 1.3.1 多酚氧化酶
• 1.3.2 抑制褐变的方法
• 1.4 菊糖提取和精制
• 1.4.1 菊糖的提取方法
• 1.4.2 菊糖澄清除杂
• 1.4.3 菊糖脱色
• 1.5 多糖的测定
• 1.5.1 比色法
• 1.5.2 滴定法
• 1.5.3 气相色谱法
• 1.5.4 高效液相色谱法
• 1.6 本论文的研究意义
• 1.7 本论文的研究内容
• 第二章 菊芋多酚氧化酶酶学性质的研究
• 2.1 材料与仪器
• 2.1.1 原料与试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 PPO 的提取
• 2.2.2 PPO 活性的测定
• 2.2.3 pH 对PPO 活性的影响
• 2.2.4 温度对PPO 活性的影响
• 2.2.5 PPO 热稳定性的测定
• 2.2.6 底物浓度对PPO 活性的影响及米氏常数的测定
• 2.2.7 酶浓度对PPO 活性的影响
• 2.2.8 不同底物对PPO 活性的影响
• 2.2.9 抑制剂对PPO 活性的影响
• 2.2.10 菊芋的酸抑制提取与未抑制提取比较
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 最大吸收波长的确定
• 2.3.2 酶促反应进程
• 2.3.3 pH 对PPO 活性的影响
• 2.3.4 温度对PPO 活性及稳定性的影响
• 2.3.5 底物浓度对PPO 活性的影响
• 2.3.6 酶浓度对PPO 活性的影响
• 2.3.7 不同底物对PPO 活性的影响
• 2.3.8 抑制剂对PPO 活性的影响
• 2.3.9 菊芋酸性抑制与未抑制提取比较
• 2.4 本章小结
• 第三章 菊芋化学成分辨识
• 3.1 材料与仪器
• 3.1.1 原料与试剂
• 3.1.2 实验仪器
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 菊芋的成分分析
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 还原糖测定的标准曲线
• 3.3.2 菊芋的组成成分
• 3.4 本章小结
• 第四章 菊糖提取工艺研究
• 4.1 材料与仪器
• 4.1.1 原料与试剂
• 4.1.2 实验仪器
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 干菊芋粉的制备
• 4.2.2 菊糖的提取
• 4.2.3 还原糖的测定
• 4.2.4 总糖的测定
• 4.2.5 菊糖的测定
• 4.2.6 单因素实验
• 4.2.7 菊糖提取正交实验
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 单因素实验结果
• 4.3.2 菊糖提取正交实验结果
• 4.4 本章小结
• 第五章 菊糖的精制
• 5.1 材料与仪器
• 5.1.1 原料与试剂
• 5.1.2 实验仪器
• 5.2 实验方法
• 5.2.1 菊糖的提取
• 5.2.2 蛋白质的测定
• 5.2.3 除杂除蛋白
• 5.2.4 脱色工艺
• 5.2.5 除杂脱色处理前后的HPLC
• 5.2.6 菊糖产品
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 测定蛋白质的标准曲线
• 5.3.2 石灰乳-磷酸法除杂除蛋白
• 5.3.3 Savage 法除蛋白
• 5.3.4 活性炭脱色
• 5.3.5 除杂脱色处理前后的 HPLC 分析结果
• 5.3.6 菊糖产品
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录 1 除杂脱色前后的 HPLC
• 附录二 商品菊糖与提取菊糖 HPLC 分析记录
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 答辩委员会对论文的评定意见