微波-酶法從野皂莢膠制備半乳甘露低聚糖技術(shù)研究.pdf

1、半乳甘露低聚糖(Galacto-mannan-oligosaccharides，GMOS)是半乳甘露聚糖的不完全降解產(chǎn)物。它能顯著增進(jìn)人體腸道內(nèi)以雙歧桿菌為代表的有益菌的增殖，且具有減少動(dòng)物腸道病原菌、增強(qiáng)免疫、提高腸黏膜功能等多種特性。本文利用微波結(jié)合酶法降解野皂莢膠來(lái)制備半乳甘露低聚糖，并從工業(yè)化角度進(jìn)行了分離提取。主要研究?jī)?nèi)容如下： 通過(guò)微波作用和β-甘露聚糖酶聯(lián)合降解野皂莢多糖膠以降低體系粘度，研究制備半乳甘露低聚糖的工

2、藝條件以及水解產(chǎn)物中寡糖的組成和工業(yè)化生產(chǎn)條件。 通過(guò)1、4、6、8和24小時(shí)的水解，分別得到五種野皂莢膠的水解產(chǎn)物。它們的還原能力以D-甘露糖當(dāng)量計(jì)依次是--6.02％、13.05％、15.61％、17.55％、19.42％，野皂莢分子發(fā)生了顯著降解，產(chǎn)生出許多還原性末端。通過(guò)每半小時(shí)測(cè)定運(yùn)動(dòng)粘度來(lái)研究水解進(jìn)程，發(fā)現(xiàn)在初始一小時(shí)內(nèi)反應(yīng)進(jìn)行迅速。在最初5min，運(yùn)動(dòng)粘度從2250cps(未水解野皂莢膠)下降到165cps(下降了

3、92.6％)。在1h后，下降到74cps，12h后降至6cps。 反應(yīng)時(shí)間和溫度對(duì)酶解過(guò)程影響較大，而pH的影響相對(duì)較小。通過(guò)正交試驗(yàn)確定了酶法制備半乳甘露低聚糖的最佳工藝，即底物濃度2.0％，加酶量20U/g，水解溫度65℃，反應(yīng)體系pH7.0，水解時(shí)間8h。水解液平均聚合度為5.6，TLC檢測(cè)，水解產(chǎn)物主要為二糖以上的寡糖。 采用微波與強(qiáng)氧化劑、KOH的耦合對(duì)野皂莢膠進(jìn)行預(yù)處理使其粘度下降，野皂莢分子鏈初步斷裂。這種

4、創(chuàng)新的預(yù)處理方法可大大提高酶解的底物濃度，以實(shí)現(xiàn)半乳甘露低聚糖的工業(yè)化生產(chǎn)。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定了微波預(yù)處理的優(yōu)化方案，即KOH添加量為野皂莢多糖膠的1.5％，H2O2添加量為多糖膠的20％，并加入水15％。單批處理20g膠粉，適宜的微波功率為320W，微波作用時(shí)間為3min。經(jīng)過(guò)微波處理用于酶解的濃度由原來(lái)的2％提高到10％以上。 通過(guò)采用毛細(xì)管粘度計(jì)和高效凝膠過(guò)濾色譜(HPLC)對(duì)用微波預(yù)處理的野皂莢膠水解產(chǎn)物的相對(duì)分子質(zhì)量分布

5、及寡糖含量進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明，處理之后，底物的粘均相對(duì)分子量由最初的的206000Da降解到20903Da，水解到24h降至1040Da，平均聚合度為5.6。半乳甘露低聚糖相對(duì)含量為73.8％，單糖占26.23％，其低聚糖含量比直接酶解的產(chǎn)物提高了4.3％。 通過(guò)與乙醇提取和活性炭柱層析的比較，最終確定了以超濾耦合納濾的技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。經(jīng)過(guò)處理，它使較大分子的低聚糖被濾出，同時(shí)低分子寡糖得到富集，且脫鹽率達(dá)到95.6％，半乳