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甘露低聚糖是近年来国际上颇为流行的一种新型功能性低聚糖,它是由3~9个甘露糖通过糖苷键连接形成主链,再在主链上连接葡萄糖或半乳糖的杂聚寡糖。它能有效促进人体内有益细菌双歧杆菌的生长繁殖,调节肠道菌群平衡,增强人体免疫力等多种功能。可以通过魔芋甘露聚糖(简称KGM)降解的方法获得甘露低聚糖。本论文通过对魔芋精粉的预处理,游离酶法制备甘露低聚糖,固定化酶法制备甘露低聚糖,硅胶柱层析法分离纯化甘露低聚糖,甘露低聚糖铁配合物的制备等的研究,为工业化生产甘露低聚糖奠定基础。
通过对甘露聚糖预处理的研究发现:酸水解法比氧化降解法甘露低聚糖得率高,反应物粘度降低多,反应时间短,所需反应温度低。其最佳工艺条件为甘露聚糖浓度7%,盐酸浓度0.07mol/1,酸解温度85℃,酸解时间1.5h。预处理降低了甘露聚糖的粘度,为后面的酶解提高了甘露聚糖浓度,增大了反应效率。
采用游离酶制备甘露低聚糖,试验得制备甘露低聚糖的最佳工艺条件为:加酶量6ku/g,pH值为4.2,酶解温度60℃,酶解时间为2h。因素影响大小顺序为:加酶量>pH值>酶解温度>酶解时间。按照试验方法,进行验证试验知甘露低聚糖的最终得率为38.02%。
固定化酶制备甘露低聚糖的试验得出最佳工艺条件为:加酶量30ku/g,酶解温度75℃,pH值为3.5,酶解时间为4h。因素影响大小顺序为:加酶量>酶解温度>pH值>酶解时间。按照试验方法进行验证试验知甘露低聚糖的最终得率为34.42%。
采用硅胶柱层析分离甘露低聚糖,试验得知:最佳分离条件是进样量为10mL,柱高为600mm,流速为1mL/min,温度为60℃。此时总糖回收率为96.1%,甘露低聚糖峰值处低聚糖占此处总糖的71.34%,占总低聚糖的26.59%。
通过对甘露低聚糖铁配合物制备工艺的研究,得出甘露低聚糖铁配合物的合成影响顺序大小为氯化铁浓度>时间>柠檬酸钠浓度>pH值。最佳合成条件是pH为9,时间1.5小时,氯化铁浓度0.45mol/L,柠檬酸钠浓度0.20mol/L。比较甘露低聚糖和甘露低聚糖铁配合物的紫外和红外扫描图谱得知铁配合到了甘露低聚糖的-OH,-C=0上。