维普资讯 http://www.cqvip.com 现代食品科技 Ｍｏｄｅｒｎ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２００８，Ｖｏ１．２４，Ｎｏ，１ 酸酶结合法制备葡甘露低聚糖的工艺研究 许牡丹，汤木红 （陕西科技大学生命科学与工程学院，陕西西安７１２０２１） 摘要：本文采用酸酶结合的方法制备葡甘露低聚糖，通过单因素实验和正交实验确定最佳工艺条件为：酸解时间１．５ ｈ，酶解温度 ５５℃，ＨＣＩ；￣０．０７ ｍｏｌ／Ｌ，酸解温度８５℃，加酶量６０００ Ｕ／ｇ，底物质量－￣＆８０ ｇ／Ｌ。因素影响大小顺序为：酸解时间＞酶解温度＞ ＨＣＩ￣，，ｒｊｔ＿＞酸解温度＞加酶量＞底物质量浓度。 关键次：葡甘露低聚糖：酸解；酶解 中图分类号：ＴＳ２４４；文献标识码：Ａ；文章篇号：１６７３．９０７８（２００８）０１．００３２—０３ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｏｆ Ｍａｎｎｏ－ｏｌｉｇｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ ｂｙ Ｅｎｚｙｍａｔｉｃ Ａｃｉｄｏｌｙｓｉｓ ＸＵ Ｍｕ－ｄａｎ．ＴＡＮＧ Ｍｕ－ｈｏｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｔｕｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆｍａｎｎｏ—ｏｌｉｇｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ（ＭＯＳ）ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｓ ｂｙ ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ａｃｉｄｏｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｉｔｏｎｓ ＷｅＴｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ａｃｉｄｏｌｙｓｉｓ ｔｉｍｅ，ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ＨＣＩ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ａｃｉｄｏｌｙｓｉｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ｅｎｚｙｍｅ ｄｏｓａｇｅ，ａｎｄ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ １．５ ｈ，５５℃，０．０７ ｍｏｌ／Ｌ，８５℃，６０００ Ｕ／ｇ，ａｎｄ ８０ ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｎｄ ｈｔｅ ｏｒｄｅｒ ｏｆｔｈｅｉｒ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｗａｓ ａｃｉｄｏｌｙｓｉｓ ｔｉｍｅ＞ｚｙｍｏｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ＞ＨＣＩ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ＞ａｃｉｄｏｌｙｓｉｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ＞ｅｎｚｙｍｅ ｄｏｓａｇｅ＞ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ， Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｍａｎｎｏ—ｏｌｉｇｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ；ａｃｉｄｏｌｙｓｉｓ；ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ 葡甘露低聚糖（Ｍａｎｎｏ—ｏｌｉｇｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ）又称甘露 １．１主要材料与试剂 寡聚糖，是唯一能结合肠道中外源性病菌的新型功能 魔芋精粉（武汉清江魔芋制品有限公司），盐酸， 性低聚糖，它是甘露聚糖类物质的酶降解产物，广泛 薄层层析硅胶（青岛海浪硅胶厂），黑曲酶（自制） 存在于魔芋粉、瓜儿豆胶、田菁胶及多种微生物细胞 正丙醇。 壁内【１ Ｊ，它具有低热、稳定、安全无毒等良好的理化性 １．２仪器与设备 质。葡甘露低聚糖是葡萄糖和甘露糖以Ｂ．１，４糖苷键相 Ｉ Ｊｖ一７５４紫外可见分光光度计（上海精密科学仪 连形成的低聚糖，它具有如下生理功能：①优化动物 器有限公司），电热恒温水浴锅（北京化玻联医疗器械 胃肠道微生态环境，降低胃肠道疾病。②调节免疫防 有限公司），ＰＨＳ．３Ｃ型ｐＨ计（上海精密科学仪器有限 御机制，增强动物免疫力。③发挥多样生物活性，吸 公司）。 附霉菌毒素 Ｊ。 目前主要利用酶法生产葡甘露低聚糖，主要优点 ２实验方法 是副反应少，成本低等。但由于魔芋精粉在水中呈胶 配制一定浓度的ＨＣ１溶液，加入魔芋精粉，在 体状，粘度大，酶反应底物质量浓度低，难以提高产 恒温水浴中反应一定时间之后，冷却，调节ｐＨ值， 量。本实验通过采用先酸解再酶解的方法，对魔芋精 然后加入自制黑曲霉酶液，在恒温水浴中反应，降解 粉进行预处理，先降低其粘度，提高酶解底物质量浓 结束后沸水灭活１５ ｍｉｎ，冷却之后离心，取上清夜， 度，再酶解，进而提高酶解效率，增大产量。 即为样液。 １材料与方法 用薄层比色法检测样液中甘露低聚糖的含量。取 一定样液点样在自制的薄层层析用硅胶板上，采用上 收稿日期：２００７＿０９—０４ 行展开法，展开剂为Ｖ正丙醇： 水＝８５：１５。按照低聚糖的 项目基金：陕西省自然科学基础研究计划项目（２００６８１９）：陕西省科技厅 Ｒｆ值刮下薄层板上的硅胶，用蒸馏水洗脱，再采用苯 科技攻关项目（２００７Ｋ０７—２５）；陕西省教育厅专项科研计划项目（０７ＪＫ１９７） 酚．硫酸法定量。 作者简介：许牡丹（１９６３一），女，，教授，研究方向为食品生物技术及分 转化率＝低聚糖质量／魔芋精粉质量 析检测。 ３２ 维普资讯 http://www.cqvip.com 现代食品科技 Ｍｏｄｅｒｎ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２００８，Ｖｏ１．２４，Ｎｏ．１ ３结果与讨论 ３．１酸解条件优化 ３．１．１底物质量浓度的影响 按照实验方法，选择不同的底物质量浓度。实验 结果如图ｌ，由图可以看出，底物质量浓度在小于７０ Ｌ 时转化率是随质量浓度的增大而增大，大于７０ ｇ／Ｌ时随 底物质量浓度增大而降低。魔芋精粉溶在水中呈胶体 状，稀酸溶液对其有一定的水解作用【３Ｊ，可以使其分子 量减小，降低其粘度。底物质量浓度的增大会增大低 聚糖的产量，但底物质量浓度过大，会使胶体粘度过 大，影响酸与底物的接触，从而影响水解效果降低转 化率。 质量浓发／（ｇ／ｍＬ） 图１底物质量浓度对转化率的影响 ３．１．２ ＨＣ１浓度的影响 按照实验方法，底物质量浓度为７０ ｇ／Ｌ，选择不 同的ＨＣ１浓度。实验结果如图２，由图可以看出，ＨＣ１ 浓度为０．０７ ｍｏｌ／Ｌ时，转化率上升到最高，然后随ＨＣ１ 浓度的增大而减小。…‘方面，ＨＣ１浓度太大对糖的破 坏就越大，另外，过度的水解会使单糖的含量增大， 导致低聚糖的转化率下降。 ４０ ３０ ２０ 【】 【】．【】５ 【】．１ 【】．１ ＨＣ１浓度／（ｏｔｏｌ／Ｌ） 图２ ＨＯＩ浓度对转化率的影响 ３．１＿３酸解时问的影响 按照实验方法，底物质量浓度为７０ ｇ／Ｌ，ＨＣ１浓 度为０．０７ ｍｏｌ／Ｌ，选择不同的酸解时间。实验结果如 图３，由图可知酸解时问超过ｌ ｈ后，转化率随时间的 延长会降低。酸解时问过长对糖也有破坏，酸解过度 生成过多单糖也会使转化率降低。 ３．１．４酸解温度的影响 按照实验方法，底物质量浓度为７０ ｇ／Ｌ，ＨＣ１浓 度为０．０７ｍｏｌ／Ｌ，水解时间为１ ｈ，选择不同的水解温 度。结果如图４，由图可以看出，８０℃为最适水解温 度。低于７５℃时基本没有反应粘度降低很小，温度过 高也会水解过度，使转化率略有降低。 ３８ ３６ ３４ ３２ ３０ 时间／ｈ 图３酶解时间对转化率的影响 温度／。Ｃ 图４酶解温度对转化率的影响 ３－２酶解条件优化 ３．２．１加酶量的影响 按照实验方法，取最优酸解条件，选择不同的加 酶量。结果如图５，由图可知加酶量增加到６０００ Ｕ／ｇ， 转化率不再增加，反而有少量减小，因为过多的酶会 把魔芋精粉水解成单糖，导致低聚糖的含量下降。 ）Ｊ【＿酶量／（１０００Ｕ／ｇ） 图５加酶量对转化率的影响 日、ｆｌｆＩ＇／ｈ 图６酶解时间对转化率的影响 ３．２．２酶解时问的影响 按照实验方法，取最优酸解条件，加酶量为６０００ Ｕ／ｇ，选择不同的酶解时间。结果如图６，由图可知酶 解最适时问是２ ｈ，时间太短酶解不完全，太长会酶解 过度，・都会影响转化率。 ３．２．３酶解温度的影响 按照实验方法，取最优酸解条件，加酶量为６０００ Ｕ／ｇ，酶解时间为２ ｈ，选择不同的酶解温度。结果如 图７，由图可知最适酶解温度为５５℃，温度太高会导 致酶失活。 维普资讯 http://www.cqvip.com 现代食品科技 Ｍｏｄｅｒｎ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２００８，ＶｏＬ２４，Ｎｏ．１ 鋈３５ ４Ｏ ： — ３３ 化，如表 由表可知， ３２０５ ： ＾，、 ＼ ５０ ６０ ７０ ８Ｏ 主 篆 篓 仟为：酸 町１日Ｊ １．５ ｈ，酶｝眸媪发５５－Ｃ，ＨＣＩ羝发０．０７ ｕ４Ｏ 温度／℃ 图７酶解温度对转化率的影响 ｍｏｌ／Ｌ，酸解温度８５℃，加酶量６０００ Ｕ／ｇ，底物质量浓 度８０ｇ／Ｌ 表１正交试验结果 实验号底物质量￣ｔ．／（ｇ／Ｌ）ＨＣＩ￣Ｕ（ｍｏｌ／Ｌ）酸解时间，ｈ酸解温度／℃￣／００００ Ｖ／ｇ）酶解时间，ｈ酶解温度／℃转化率，％ ４结论 参考文献 【１】 许牡丹，柯蕾．甘露低聚糖的酶法制备与研究进展【Ｊ］．食品 研究与开发．２００５，２６（４）：１６３－１６５ ［２１ 刘红．魔芋的药用研究进展【Ｊ］．湖北民族学院学报医学版， ２００２，１９（３）：３５－３７ 采用酸酶结合的方法水解魔芋精粉制备葡甘露低 聚糖，一方面防止过度酸解对糖的破坏以及产生过多 副产物，另一方面又能对原料进行预处理，增大酶解 时的底物质量浓度，提高酶解效率。 【３】 郭振楚．糖类化学［Ｉｖｆ】．化学工业出版社，２００５
