论文摘要
α-低聚半乳糖（α-GOs）是一种功能性低聚糖,广泛分布于天然植物中,由于人体内缺乏能水解α-半乳糖苷键的酶,即α-半乳糖苷酶,α-GOS可以不经人体消化直接到达大肠,是双歧杆菌的有效增殖因子。同时α-GOs具有安全无毒性、低甜度、难消化,热稳定性强等理化性质,可以作为食品添加剂加入到食品中,改善食品的营养价值和风味,受到人们的广泛关注。本文从天然产物来源提取和酶法合成两个角度来研究α-GOS的制备方法,并对可溶性低聚糖的分离纯化及检测方法进行研究,建立了一套可溶性低聚糖含量的有效分析方法。首先、本研究选用sugar-D色谱柱、HPLC法分析了大豆和鹰嘴豆中可溶性糖的组成,方法简便、快速,分离效果好,基线稳定,重现性好。经过HPLC分析可知,大豆种子中含有果糖、蔗糖、蜜二糖、棉子糖、水苏糖和二种保留时间介于蔗糖与蜜二糖之间的未知成分,而鹰嘴豆种子中可溶性糖主要有核糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、棉子糖、鹰嘴豆糖醇、水苏糖、毛蕊花糖和1种保留时间介于蔗糖与麦芽糖之间的未知成分。与大豆相比,鹰嘴豆中α-GOs的含量较高,而蔗糖的含量较低,可以很好的解决大豆低聚糖中因蔗糖含量较高而限制应用范围的问题。因而,鹰嘴豆是生产α-GOS更为理想的原料。第二、以鹰嘴豆为原料,对鹰嘴豆中可溶性低聚糖的提取方法进行了研究,并影响其提取率的各种因素进行了优化。通过对两种提取方法的研究可知,采用粉碎提取方法得到的低聚糖含量明显高于整粒提取法。因此,本研究选用粉碎提取法作为基础,进一步对影响提取率的各个因素进行了考察。研究结果表明,提取最优条件为:50%的乙醇水溶液作为提取溶剂,提取温度为50℃,提取时间为30min,料液比为1:10。在此条件下,提取率较高且操作简单易行,为大规模的工业化生产提供了理论基础。第三、分析了19个不同品种鹰嘴豆中α-GOS与蔗糖的含量差异,以期获得α-GOS含量较高而蔗糖含量相对低的鹰嘴豆品种,为中国鹰嘴豆资源的有效利用提供理论依据。采用高效液相色谱法分析比较不同品种鹰嘴豆中的α-GOS与蔗糖的含量,利用层析技术从鹰嘴豆中分离纯化一种含量较高的未知三糖,并采用1H-NMR和ESI-TOF-MS表征了未知三糖的结构（鹰嘴豆糖醇）。在所研究的19种鹰嘴豆品种中,鹰嘴豆糖醇占总的α-GOs的比例均是最高的,大约占50%;其次是水苏糖,约占35%。统计分析表明,不同品种的鹰嘴豆中蔗糖的含量差异显著,含量在1.80%～5.22%。不同品种之间α-GOS的含量也有较大差异,总α-GOS的含量在6.35%～8.68%,其中棉子糖含量0.46%～0.92%,鹰嘴豆糖醇含量3.04%～5.06%,水苏糖含量1.64%～3.09%,毛蕊花糖含量0.27%～0.70%。在19个品种的鹰嘴豆中,品种171含有最高含量的α-GOS和较低含量的蔗糖,因此171是生产α-GOS的理想原料。第四、以半乳糖作为底物,由来源于黑曲霉（Aspergillus niger）的α-低聚半乳糖苷酶来催化合成反应,通过HPLC法检测各种反应产物.HPLC法无法确定的未知产物通过进一步的分离纯化后,进行1H-NMR、13C-NMR和ESI-TOF-MS分析确定其结构组成。结果表明α-低聚半乳糖苷酶DS能有效的催化半乳糖合成4种α-GOS,其中2种互为同分异构体的α-低聚半乳二糖（包括α-（1→6）Ga12和α-（1→3）Ga12）,2种为α-低聚半乳三糖。为了进一步提高产物的产率,我们分别对影响α-GOs合成的各个因素的水平（即底物浓度、pH、温度、酶用量）进行了优化。结果表明,酶合成反应的最优条件为以90%半乳糖作为底物,pH4.5,反应温度为60℃,酶的用量为30UM/g半