芭蕉芋淀粉酶法制備低聚異麥芽糖和磷酸寡糖的研究.pdf

1、低聚異麥芽糖（IMO）是目前食品領(lǐng)域用量最大的一種功能性低聚糖，具有促進(jìn)腸道內(nèi)雙歧桿菌增殖、預(yù)防齲齒、抑制肥胖等眾多生理功能，并廣泛用于糖果、軟飲料、啤酒、面包等的生產(chǎn)中。磷酸寡糖（POs）是一種新型功能性低聚糖，除了功能性低聚糖的一般生理功能外，還具有促進(jìn)鈣鐵等礦物質(zhì)元素吸收、防止淀粉老化的功效。結(jié)合生產(chǎn)兩種產(chǎn)品對原材料性質(zhì)的要求和芭蕉芋淀粉的特性，本研究致力于一步法同時(shí)生產(chǎn)低聚異麥芽糖和磷酸寡糖，克服常規(guī)生產(chǎn)中只得到一種產(chǎn)品而存在的

2、原料利用率不足的問題。同時(shí)，采用芭蕉芋淀粉也能在一定程度上解決產(chǎn)品生產(chǎn)與人口增長對糧食需求之間的矛盾。
　　采用耐高溫α-淀粉酶對芭蕉芋淀粉的液化條件進(jìn)行了探索。首先選取影響芭蕉芋淀粉液化的四個(gè)因素：耐高溫α-淀粉酶添加量、淀粉懸浮液濃度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度。通過單因素實(shí)驗(yàn)深入了解其對芭蕉芋淀粉液化的影響，然后通過L934正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化出最佳液化條件為酶添加量33U/g淀粉、反應(yīng)溫度60℃、反應(yīng)時(shí)間75min、芭蕉芋淀粉懸浮液濃度2

3、5％，液化dextrose equivalent（DE）值為13.22。該條件滿足后期反應(yīng)對液化DE值在10~15之間的要求。采用β-淀粉酶和α-葡萄糖糖苷酶進(jìn)行糖化、轉(zhuǎn)苷反應(yīng)，通過對反應(yīng)時(shí)間的優(yōu)化，得出最佳反應(yīng)時(shí)間為72h；通過對兩種酶添加比例的優(yōu)化，得出β-淀粉酶的使用量為2.52U/g淀粉、α-葡萄糖苷酶的使用量為3.67 U/g淀粉時(shí)，產(chǎn)物中IMO的比例最高為34.36%，加上反應(yīng)液中的分支低聚糖（BOS），總功能性低聚糖含量為

4、44.62%。
　　對反應(yīng)液中IMO和POs的分離、純化和POs的定性進(jìn)行了研究。對比D315、D201、BCW-2501三種備選離子型交換樹脂的分離效果，選擇D315樹脂為后續(xù)實(shí)驗(yàn)所用。通過對比不同上樣量結(jié)果分析，確定最佳上樣量為2mL糖化、轉(zhuǎn)苷反應(yīng)液。采用去離子水對IMO等中性糖進(jìn)行洗脫，優(yōu)化出最佳洗脫速度為1.3mL/min。采用NaCl溶液對 POs進(jìn)行洗脫，優(yōu)化出1.6mL/min為最佳洗脫速度，0.5mol/L的NaC

5、l為最佳洗脫液濃度。采用分子截留量150~300Da的納濾膜對IMO收集液進(jìn)行純化，優(yōu)化出5~8倍的初始液體積為最佳純化倍數(shù)；采用分子截留量300~450Da的納濾膜對POs進(jìn)行純化，優(yōu)化出8~10倍為最佳純化倍數(shù)。采用傅里葉紅外光譜分析、核磁共振波譜分析、高效陰離子交換色譜-脈沖安培檢測三種手段結(jié)合，對POs進(jìn)行定性，得出POs是含有磷酸基團(tuán)的糖類化合物。
　　本論文采用芭蕉芋淀粉生產(chǎn)低聚異麥芽糖和磷酸寡糖，為后續(xù)研究探索了道路