论文部分内容阅读
葡甘露寡糖具有极强的双歧杆菌促生长作用,同时具有多种其它生理活性,是一种不可多得的功能性寡糖。魔芋块茎中葡甘露聚糖含量很高,是一种绝佳的制备葡甘露寡糖的原料。本文主要从以下几个方面对酶解魔芋制备葡甘露寡糖及其组分分离进行了研究。采用初步破碎、高剪切乳化、高剪切乳化耦合超高压均质三种不同的处理方法对魔芋进行预处理,并最终制备得到魔芋粗粉。通过光学显微镜和扫描电镜观察,发现高剪切乳化处理可以破坏魔芋的物理结构,同时改善了其流体性质,有利于酶解反应的进行,因而确定采用高剪切乳化作为原料预处理方法;并采用高效液相色谱法测定魔芋粗粉中葡甘露聚糖含量为47.85%,且甘露糖与葡萄糖之比为man﹕glu = 1.28﹕1。以魔芋粗粉为底物,采用中性β-甘露聚糖酶进行酶解反应,制备葡甘露寡糖。首先通过单因素实验,确定了酶解反应中四个主要影响因素及其范围:反应时间x1、反应温度x2、反应pH x3和酶底比(E/S)x4。通过响应面试验对四个因素进行优化,得到酶解产物中直接还原糖(DRS)含量(Y1)与反应时间x1、反应温度x2、反应pH x3和酶底比(E/S)x4四个因素之间的数学模型: Y1 = 3.5033 + 0.2705x1 - 0.4508x2 + 0.7536x3 - 0.2928x12 - 09113x22 - 1.5689x32同时,得到了酶解反应的最佳工艺条件为:反应时间3.4 h、反应温度41.0℃、反应pH 7.1、E/S为0.49。经过实验验证,在此工艺条件下酶解产物中DRS含量与回归方程的计算值吻合程度很高,相对误差的绝对值小于5%,总糖的收率达到64.46%。采用荧光辅助糖电泳对酶解魔芋制备得到的葡甘露寡糖粗品进行检测,发现其中不仅含有甘露糖和聚合度为2~5的寡糖,还含有另外9种单一组分。尝试采用硅胶柱层析法和活性炭柱层析法分离此葡甘露寡糖粗品。硅胶柱层析法成功分离得到聚合度为2、3、4、5四种寡糖组分,并经薄层层析(TLC)和高效液相色谱(HPLC)检测得知,四种组分中只有前两种组分含有纯度较高的单一寡糖,分别为甘露二糖和一种葡甘露三糖,后两者则是同一聚合度的甘露寡糖及其同分异构体的混合物。活性炭柱层析法仅能分离得到二糖,从而说明活性炭柱层析法不适于分离由魔芋粗粉制得到的魔芋葡甘露寡糖。