酶法制备花生壳低聚木糖的研究

论文摘要

低聚木糖是具有促进肠道内双歧杆菌增殖、提高免疫力、抗肿瘤、降低血压、血糖、血清胆固醇等有益人们身体健康的功能性糖类，提高低聚木糖产率，降低生产成本是亟待解决的问题。我国是花生种植大国，花生产量丰富的同时也产生大量的花生壳农业废料，这些农业废料同样具有开发价值，应加以充分利用。本论文以花生壳为原料，制备花生壳木聚糖，再运用酶解法制备低聚木糖，提高了木聚糖和低聚木糖的生产效率，并对花生壳木聚糖的结构进行了研究，为进一步的开发与应用提供理论基础。在碱法水解花生壳制备木聚糖的单因素试验分析基础上，通过研究碱液浓度、提取时间、提取温度和固液比四个因素的影响规律，得到经响应面试验优化的碱法水解花生壳制备木聚糖最佳工艺条件为：碱液浓度14.5%、温度100℃、处理时间100min、固液比1:12，得到木聚糖提取率为53.12%，比单因素最大提取率48.13%高出4.99%。在碱法提取木聚糖方法的基础上，加以超声辅助，单因素试验后，进行超声辅助碱法提取木聚糖的响应面实验，得到优化条件为：碱液浓度7%、处理时间80min、固液比1:16、温度80℃、超声功率120W，得到木聚糖提取率为59.04%，比单因素最大提取率49.13%高出9.91%。超声辅助后木聚糖提取率增加了4.7%，碱浓度降低了7.5%，处理时间缩短了20min，水解温度降低了20℃，有效降低了碱浓度过高对生产设备的腐蚀，并提高了提取率。通过薄层层析（TLC）、红外光谱和核磁共振氢谱三种分析手段相结合，对花生壳木聚糖糖基组成和糖链结构进行了研究，结果表明花生壳木聚糖是以吡喃型β-糖苷键连接木糖为主链，含有阿拉伯糖侧链、葡萄糖醛酸侧链和乙酰基侧链的聚糖，是良好的木聚糖酶底物。酶水解制备低聚木糖过程经响应面优化最佳处理条件为：加酶量2.99%、时间8.34h、pH5.1、温度45.7℃时，低聚木糖提取率为88.40%，平均聚合度为2.56，经薄层展开和Sephadex-25凝胶层析纯化，分析得到酶水解液的主要成分为木二糖和木三糖，木二糖纯化得率为45%，木三糖纯化得率为13%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 木聚糖的结构与制备方法研究进展
• 1.2.2 酶法制备低聚木糖的研究进展
• 1.2.3 花生壳的开发与应用研究进展
• 1.3 研究存在的问题
• 1.4 本论文研究内容
• 第二章 碱法提取花生壳木聚糖的研究
• 2.1 试验材料与方法
• 2.1.1 试验材料与试剂
• 2.1.2 主要试验仪器
• 2.1.3 试验方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 原料花生壳主要成分测定结果
• 2.2.2 木糖标准曲线的测定
• 2.2.3 碱法单因素对木聚糖提取率影响规律的研究
• 2.2.4 响应面法对碱法提取木聚糖工艺的优化
• 2.2.5 超声辅助下碱法单因素对木聚糖提取率影响规律的研究
• 2.2.6 响应面法对超声辅助碱法提取木聚糖工艺的优化
• 2.3 小结
• 第三章 花生壳木聚糖结构的分析
• 3.1 试验材料与方法
• 3.1.1 试验材料与主要试剂
• 3.1.2 主要试验仪器
• 3.1.3 试验方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 花生壳木聚糖的糖基组成
• 3.2.2 红外光谱分析
• 3.2.3 核磁共振氢谱分析
• 3.3 小结
• 第四章 酶水解花生壳木聚糖制备低聚木糖的研究
• 4.1 试验材料与方法
• 4.1.1 试验材料与主要试剂
• 4.1.2 主要实验仪器
• 4.1.3 试验方法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 单因素对低聚木糖提取率和平均聚合度影响规律的研究
• 4.2.2 响应面法对低聚木糖提取工艺的优化
• 4.2.3 酶水解液成分的薄层分析
• 4.2.4 酶解液过 SephadexG-25 凝胶柱纯化
• 4.3 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介