魔芋葡甘聚糖酶解过程及各种不同分子量葡甘露低聚糖制备条件的研究

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210806396_魔芋葡甘露低聚糖制备研究进展

新技术应用Science&Technology Vision科技视界DOI:10.19694/ki.issn2095-2457.2022.29.27魔芋葡甘露低聚糖制备研究进展孙思力杨伟东*胡肖肖秋治昊(宝鸡文理学院,陕西宝鸡721013)【摘要】魔芋葡甘露低聚糖作为一种新型功能性低聚糖,低热量、低血糖、抗蛀齿、促进肠道益生菌生长、抗氧化性和良好口感等优点而备受关注。

本文综述了酶水解、酸水解、超声波降解和辐照降解魔芋低聚糖的方法,以及膜分离、分析法和发酵法等魔芋低聚糖分离纯化方法,为功能性低聚糖产品的开发及研制提供参考。

【关键词】魔芋;葡甘露低聚糖;制备方法;研究进展0引言近年来，由于环境、空气和水质等的污染，以及不合理的饮食结构和生活习惯，导致全球高血糖、高血压、高血脂、肥胖病等富贵病不断增加，各种功能性食品日益受关注。

功能低聚糖由于其难以被机体消化吸收，但可以被机体肠道中的微生物利用，不仅具有低热量、低血糖、抗蛀齿、促进肠道益生菌生长、抗氧化性和良好口感等优点成为功能食品配料行业热点。

低聚糖可分为功能低聚糖和普通低聚糖。

能被机体内消化酶分解吸收的称为一般性低聚糖，不能被机体内酶所利用的称为功能性低聚糖，它被广泛应用于预防和改善高血糖等非传染性慢性疾病，具有较为广阔应用发展前景[1]。

魔芋是我国绿色、朝阳和扶贫产业，是重要经济作物，有着广泛的种植面积，是制备功能性低聚糖的原料之一。

而魔芋低聚糖具有增强免疫力、降血脂、降血糖和抗衰老等多种功效而备受关注，本文从魔芋低聚糖的制备和纯化工艺两方面研究进展作以综述，以期为工业化生产魔芋低聚糖提供参考。

1魔芋低聚糖的制备方法魔芋低聚糖制备方法可分为天然产物提取和降解两种方法。

天然产物提取法主要采用水提去和乙醇沉淀的方法将魔芋低聚糖从溶液中提取出，但由于天然产物中低聚糖的含量较少，提取成本高，有机溶剂残留等问题，未得到广泛的应用。

魔芋低聚糖制备方法主要是降解方法，它是利用酶水解、酸水解、超声波和辐照降解含有魔芋聚糖的原料制备低聚糖。

酸酶结合法水解魔芋葡甘露聚糖工艺研究

4. 5 -
3. 11
5. 0 13. 6 2. 88
5. 5 -
2. 76
6. 0 13. 4 2. 68
3期
陶兴无 : 酸酶结合法水解魔芋葡甘露聚糖工艺研究
3
从表 2 可以看出 , 使用柠檬酸水解效果差 (6. 0 h后水解液的粘度才达到 13. 4 mPa. s) ,且加入的柠檬酸量较大 ( 200 mL 溶液用量达 30. 72 g) , 无实际应用价值。采用酸性较强的盐酸水解 KGM , 盐酸用量少 ,但水解效果比柠檬酸要好得多。 2. 3 KGM 的酸酶结合降解
表 2 KGM 酸解液的粘度 /m Pa. s
酸解时间 / h 柠檬酸盐酸
0
1. 0
30 500. 00 32. 2
30 500. 00 -
1. 5 20. 2 8. 74
2. 0 16. 5 7. 49
2. 5 15. 3
-
3. 0 14. 3 4. 80
3. 5 -
3. 93
4. 0 13. 9 3. 40
表 1 KGM 酶解液的粘度 /m Pa. s
酶解时间 / h β2葡聚糖酶
纤维素酶对照 (不加酶 )
0 30 500. 00 30 500. 00 30 500. 00
0. 5 25. 12 1500. 00
—
1. 0 10. 62 480. 00 30 100. 00
1. 5 7. 86 230. 00
JJ21增力电动搅拌器 (江苏省金坛市医疗仪器厂 ) ; HHSZ212不锈钢恒温水浴锅 (武汉市琴台医疗器械厂 ) ; DHG29140A 电热恒温鼓风干燥箱 (上海精宏设备有限公司 ) ; NDJ21 旋转黏度计 (上海精科天平厂 ) ; TDL 25离心机 (上海安亭科学仪器厂 ) ; 7220 分光光度计 (尤尼柯上海仪器有限公司 ) 。 1. 3 实验方法 1. 3. 1 KGM 的酶解称取一定量魔芋精粉 ,溶解于少量 pH缓冲液中 ,搅拌溶胀 1h后 ,定容至试验要求的浓度。然后置恒温水浴锅上加热 ,并加入酶制剂。酶解一定时间后 ,取出加热 5m in灭酶。冷却后再用蒸馏水定容至反应前体积 (补充蒸发的水分 ) ,离心并取上清液测粘度、还原糖和总糖含量。 1. 3. 2 KGM 的酸解称取一定量魔芋精粉 ,溶解于少量蒸馏水中 ,搅拌溶胀 1h后 ,定容至试验要求的浓度。然后置 80 ℃恒温水浴锅上加热 ,并加入酸。酸解一定时间后取出 ,冷却后再用蒸馏水定容至反应前体积 (补充蒸发的水分 ) ,离心并取上清液测粘度、还原糖和总糖含量。

酶法生产葡甘露低聚糖技术

酶法生产葡甘露低聚糖技术本技术工艺分两步，第一步为β－甘露聚糖酶的发酵，第二步为β－甘露聚糖酶降解植物多糖和酶解产物的精制。

本技术特点在于从土壤中分离到一株产酶活力高、产酶稳定、酶发酵周期短、不易污染杂菌和酶学性质优良的产酶菌株－芽孢杆菌M50。

以中性β－甘露聚糖酶降解魔芋等植物多糖生产甘露寡糖，具有工艺流程短、酶解底物浓度高、酶促反应条件温和、能耗少、成本低、环境污染小等优点。

产品收率70％以上，糖浆中低聚糖相对含量达80～90％。

从土壤中分离筛选的芽孢杆菌M50，它产生的β－甘露聚糖酶为内切型胞外酶，可降解魔芋、椰肉、瓜儿豆胶、角豆胶、咖啡豆等植物多糖生产葡甘露低聚糖。

葡甘露低聚糖是双歧杆菌和乳酸菌最好的生长因子之一，除具有一般低聚糖的双歧因子功能外，尚具有吸附、排除人和动物肠道病原菌，调节免疫功能，增进人和动物非特异性免疫活性，促进肝脏合成甘露结合蛋白等独特生理功能。

年产1000吨甘露寡糖糖浆需投资500万元，其中流动资金100万元，设备、厂房固定资产投资400万元。

年产值12000万元，毛利润6000万元。

在不增添设备投资情况下，同时可开发生产β－甘露聚糖酶作为商品酶销售。

美国进口的液体β－甘露聚糖酶，商品名为“和美酵素”，每吨售价300万元，我国有发酵生产β－甘露聚糖酶丰富的原料和廉价劳动力资源，成本价仅为0.6～0.7万元／吨，利润空间很大。

应用此技术可开发保健食品。

在饲料工业中，可作为抗生素的替代品。

在农业上可调控植物生长发育与繁殖，增强抗病、抗逆性，是一类新型的植物激素。

β-甘露聚糖酶尚可用于饲料、造纸、石油、纺织等领域。

目前保健品市场每年有500亿元的份额。

本产品为药食同源保健食品，功能性低聚糖正在成为21世纪流行的健康食品，随着人民生活水平的提高和保健意识增强，我国的医学模式将从传统的疾病治疗逐步发展到更加重视对疾病的预防、保健的医学时代，人口老龄化、医疗体制的改革以及社会保障制度和商业保险观念的导人以及加入WTO，都将推动功能性食品市场的发展。

喷雾干燥制备魔芋葡甘露低聚糖工艺的研究

技
ＦｏｏｄａｎｄＦｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
第４９卷（第５期）Ｖｏ１．４９，Ｎｏ．５
喷雾干燥制备魔芋葡甘露低聚糖工艺的研究
任元元，康建平，黄静，侯小刚，邹育
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｏｌｉｇｏ — ｇｌｕｃｏｍａｎｎａｎｓｏｌｕｔｉｏｎｗａｓｅｘｔｒａｃｔｅｄｆｒｏｍＫｏｎｊａｋｍａｎｎａｎｂｙｅｎｚｙｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓａｎｄｋｏｎｊａｃ
中图分类号：ＴＳ２４５．４ＴＳ２４６．４文献标识码：Ａ文章编号：１６７４ — ５０６Ｘ（２０１３）０５ — ００３０ — ０００４
ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｏｆＫｏｎｊａｃＯｌｉｇｏ－ｇｌｕｃｏｍａｎｎａｎ
ｂｙＳｐｒａｙ－ｄｒｙｉｎｇ
ＲＥＮＹｕａｎ — ｙｕａｎ，ＫＡＮＧＪｉａｎ — ｐｉｎｇ，ＨＵＡＮＧＪｉｎｇ，ＨＯＵＸｉａｏ－ｇａｎｇ，ＺＯＵＹｕ（ＳｉｃｈｕａｎＡｃａｄｅｍｙｏｆＦｏｏｄａｎｄＦｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１１１３０，Ｃｈｉｎａ）

饲用葡甘露低聚糖的酶法制取

饲用葡甘露低聚糖的酶法制取摘要：葡甘露低聚糖是一种重要的双歧因子，近年来已被作为一种功能性饲料添加剂，成为动物营养研究的新方向。

试验通过对黑曲霉酸性β-甘露聚糖酶酶解魔芋粉制备甘露寡糖进行条件研究，获得了以葡甘露低聚糖为主的酶解产物。

酶解条件为：用煮沸的 pH 值 3.5 的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液配制 180 g/l 的魔芋粉溶液，加酶量按 30 IU/g 魔芋粉计算，酶解水浴温度为65 ℃，酶解时间为4 h。

酶解结束后，将酶解液进行高温灭菌并接种酿酒酵母进行发酵，发酵温度为30 ℃，摇床转速200 r/min，发酵 20 h 后将发酵液离心，所得上清液即为不含单糖的葡甘露低聚糖，得率可以达到35.73%（以魔芋粉计）。

关键词：葡甘露低聚糖；β-甘露聚糖酶；魔芋粉葡甘露低聚糖是双歧杆菌和乳酸菌最好的生长因子之一，除具有一般低聚糖的双歧因子功能外，尚具有吸附、排除人和动物肠道病原菌，调节免疫功能，增强人和动物非特异性免疫活性，促进肝脏合成甘露糖结合蛋白等独特的生理功能。

近年来已被作为一种功能性饲料添加剂，成为动物营养研究的新方向(张力华等，2006) 。

葡甘露聚糖是魔芋块茎特有的主要成分，是由 d-葡萄糖和 d-甘露糖按 1： 1.6 摩尔比以β-1，4 糖苷键连接的杂多糖，其含量约为 44%～64%。

β-甘露聚糖酶是一类能够水解甘露聚糖、葡萄甘露聚糖、半乳甘露聚糖及半乳葡萄甘露聚糖的内切酶，β-甘露聚糖酶水解植物胶(如角豆胶、瓜儿豆胶和魔芋等)可生成低聚甘露糖，引起了国内外食品、医药、动物饲料添加剂等领域的兴趣。

文中对β-甘露聚糖酶酶解魔芋粉制备葡甘露低聚糖的条件进行研究。

1 材料与方法1.1 酸性β-甘露聚糖酶的来源黑曲霉 Aspergillus niger MA-56 由本课题组筛选分离获得，为酸性β-甘露聚糖酶高产菌株（李艳丽等，2009；许少春等，2009）。

发酵培养基（以 10 g 干基为标准）：麸皮 8 g、豆粕 2 g、魔芋粉 0.1 g。

魔芋中多糖提取分离纯化及应用研究进展

山东化工SHANDONGCHEMICALINDUSTRY・52•2020年第49卷魔芋中多糖提取分离纯化及应用研究进展李浪,张泽俊，彭潇，张蒲(昭通学院化学化工学院，云南昭通657000)摘要:魔芋主要含有葡苷露聚糖，除此之外还有淀粉、蛋白质等。

本文主要阐述了国内外魔芋葡苷露聚糖的提取分离纯化方法和魔芋葡苷露聚糖在医疗、食品等领域的应用研究现状。

概述了葡苷露聚糖在提取分离纯化及应用研究方面值得关注的问题，并展望了魔芋葡苷露聚糖未来发展和应用前景。

关键词:魔芋葡苷露聚糖;提纯;应用研究中图分类号：O651文献标识码：A文章编号：208-201X(2225)25-0252-20Extroction PuriOcation and Application of Polysuccha^incs from KonjacLi Lang,b hang Zejuu,bhang Pu(School of Chemistry and Chemical Engineering,Zhaotong University,Zhaotong657400,China)Absroct：Konjac mainly contains glucomannan, in ahdiOon to starch,protein and so ox.In this paper,the extraction,separation and purification methohs of konjac glucomannan at home and ahroah and the appOcaVox research status of konjac glucomannan in medical and foob felPs were reviewed,In this paper,the problems of extraction,separation,purification and appOcaVox of glucomannan were summarized,and the future development and appOcaVox prospect of konjac glucomannan were prospecteX.Key word::konjac gmcomannan；puUficatiox；spp0caVox resea魔芋的主要成分是葡苷露聚糖(Konjac Glucomannan,简称KGM),其含量通常能达到44%~64%。

魔芋葡甘露聚糖分子量及其生物活性的关系

3、多糖的降解
超声降解法优点表现为节省能源和时间、简化操作程序、减少有机溶剂使用、提高反应速率和显著降低李治等用γ 射线照射 Cheng等人采用超声波辅助化学反应产生的废弃物对环境造成壳聚糖使之发生辐射降解过氧化氢氧化降解异枝麒麟的危害等，但是该法突出的缺点是辐射降解是无需添加物的固，红外光谱分析表明，在收率太低，导致生产成本过高，要菜硫酸多糖，并测定各多糖相反应，成本低，反应易控，实现工业化还有待于进一步的研究。 γ 射线的照射下，壳聚糖无污染，产品品质高，降解样品的相对分子质量为后壳聚糖的生物相容性不受主链上的β -( 1, 4)糖苷 5,000~40,000 ，其硫酸基含影响，具有广阔的发展前景键发生断裂，导致分子量
G 代表葡萄糖 M 代表甘露糖
可见产物比较多，但几乎不含支链的产物。
3、多糖的降解
与化学降解相比，酶降解反应条件温和，不需要加入大量的反应试剂，降解速度快，克服了化学降解产品分子量分布宽、均一性差的缺点，是一种较为理想的降解方法。但酶对周围环境很敏感，溶液中各种因素，如温度、氢离子浓度、酶浓度、底物浓度等都能显著地影响酶的催化反应速度，甚至使酶失去催化能力。
（1）增稠性
魔芋葡甘聚糖分子量大、水合能力强和不带电荷等特性决定了它优良的增稠性质。 Nishinari
Thomas
Chen
在1%黄原胶溶液中加0.02%～ 0.03%的魔芋精粉，粘度可增加 2～3倍。
研究了KGM和豌豆淀粉复配体系的结构，热力学行为和理化特性，结果显示高分子淀粉和KGM间能形成强烈的氢键，从而使淀粉与KGM间有良好的混合活性
李春美以四氧嘧啶诱导糖尿病小鼠为实验模型, 研究了不同分子链段的魔芋葡甘露聚糖对小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能的作用。

魔芋葡甘聚糖功能研究进展_谢建华

!"# 的衍生物。如从酶解魔芋干粉中提取分子量在
采用吡啶 ’ 氯磺酸 35** 左右的葡甘露低聚糖 A=BCD，法制备了它的硫酸酯衍生物 $’A=BCD，本身无抗单纯（9$E’& ）活性的 A=BCD 硫酸酯化后产疱疹病毒 & 型生了抗病毒活性， 5**/F***$G H IJ 的 $’A=BCD 能很好地抑制 9$E ’& 引起的 EKLC 细胞病变，而在
葡甘聚糖（012 ）是一种优良的膳食纤维，由 !*
3*葡萄糖和 !*3*甘露糖以 %4%&+ 或 %4%&+/ 的摩尔比
以 !*% ， . 吡喃糖苷键结合构成的，在主链甘糖的 5( 位上存在通过 !*% ，每 (# 个糖 ( 键结合的支链结构，残基上有 ( 个左右的支链，支链只有几个残基的长度，并且每 %/ 个糖残基上有一个乙酰基团。 012 具有与肝素相近似的骨架结构，其单体分子中 5#、 5(、 5+ 位上的 *67，均具有较强的反应活性 8%9，其分子结构见图 % 。 012 的这种结构特点使它具有多方面的生理活性和药理活性。
$%’
葡甘聚糖的空间结构对生物活性的影响
!"# 位于侧链的 % ’,’#-M 在分子抗肿瘤活性
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食品工业科技
综
述
!"#$%"$ &%’ ($")%*+*,- *. /**’ 0%’1234有报道，大鼠长期食用 !"# 可延缓脑神经胶质细胞、心肌细胞和大中动脉内膜皮细胞的老化进程，降低分析可能的机理为： !"# 减少胆酸的肠肝循环，了胆固醇的浓度，这样就防止了高脂血症对内皮细胞的损伤，减少了构成脂褐素（细胞老化的重要标志）的主要成分，起到延缓老化的作用。

甘露聚糖酶制备魔芋葡甘露低聚糖的研究_李剑芳

麸皮、豆饼粉和玉米浆等发酵主原料 ,由无锡市恒盛生物技术有限公司提供 ;魔芋胶 ,购自成都百仕隆生物科技有限公司 ;高活性酿酒干酵母 ,由珠海紫英生物科技有限公司生产 ;甘露糖和角豆胶 ,为 Sig2 ma 公司产品 ; G2型硅胶板 ,购自青岛海洋化工厂分厂 ;其他试剂均为国产分析纯。 112 方法 11211 β2甘露聚糖酶活力测定
按文献[ 10 ]并略作改动 :吸取 011 mL 适当稀释的粗酶液 ,加到 214 mL 用 p H 418 的 Na2 HPO42柠檬酸缓冲液配制的质量浓度为 5 g/ L 的角豆胶溶液中 , 50 ℃准确反应 15 min ;采用 DNS 法测定酶解产生的还原糖量。在上述条件下 ,以每分钟酶解角豆胶底物产生 1μmol 还原糖 (以甘露糖计) 的酶量定义为 1 个 β2甘露聚糖酶单位 ( IU) 。 11212 魔芋胶总糖含量测定
微生物发酵法是利用葡甘露低聚糖的难发酵性 ,
选择合适的微生物 (如酿酒酵母) 将酶解产物中的甘
露糖等可发酵性单糖除去 ,从而提高葡甘露低聚糖的
纯度[2 ] 。酵母发酵方法 :在待处理的魔芋胶酶解液中
添加酵母膏 210 g/ L 、蛋白胨 410 g/ L 、NaCl 012 g/ L 、
MgSO4·7 H2O 012 g/ L 、KH2 PO4 015 g/ L ,自然 p H ,
610 23197 50142
710 21108 44134
去离子水 27142 57167
21212 酶解加酶量的选择
试验了不同加酶量 (以 IU/ g 魔芋胶计) 对魔芋
胶水解率的影响 (表 2) 。
表 2 加酶量对魔芋胶水解率的影响
加酶量 / IU·g - 1 还原糖量 / g·L - 1 水解率

药用高分子辅料魔芋葡甘露聚糖的实验研究

魔芋（Amorphophallus konjack Koch ）为天南星科魔芋属植物，其球状块茎能大量合成魔芋葡甘露聚糖（Konjac glucomannan ），其含量占干重的50%左右，粗蛋白为9.7%，16种氨基酸总含量为7.8%，7种人体必需氨基酸总量为2.5%，还含有镁、铁、钙、钾、钠、锰、铜等微量元素。

葡甘露聚糖是一种可溶性半纤维，具有胶溶、凝胶、成胶的性能，可用作食品原料。

以下就魔芋葡甘露聚糖的粗提、精制、纯化、物化性质、含量测定、毒性试验以及应用等方面的研究结果进行简要介绍。

1魔芋葡甘露聚糖的化学结构魔芋葡甘露聚糖是上世纪末在日本发现的。

魔药用高分子辅料魔芋葡甘露聚糖的实验研究马安翠1，王成军2，杜一民2，郭剑伟2（1.大理学院附属医院，云南大理671000；2.大理学院药学院，云南大理671000）［摘要］目的：介绍魔芋葡甘露聚糖的实验研究，探讨其应用开发前景。

方法：以魔芋粉为原料，对葡甘露聚糖的粗提、精制、纯化、物化性质、含量测定、毒性试验以及应用等方面的研究结果进行总结。

结果：魔芋葡甘露聚糖理化性质稳定，安全性较高。

结论：葡甘露聚糖可作为药用辅料开发，尤其在速释制剂辅料和辅助用药方面，值得进一步研究。

［关键词］魔芋粉；葡甘露聚糖；药用辅料［中图分类号］Q94-3［文献标识码］A ［文章编号］1672-2345（2009）02-0005-03［基金项目］云南省教育厅科研基金资助项目（03Y 639C ）［收稿日期］2008-09-26［作者简介］马安翠（1963-），女（回族），云南漾濞人，主管药师，主要从事医院药剂学研究.Research on the Medicinal Polymer Material Konjac GlucomannanMA Ancui 1，WANG Chengjun 2，DU Yimin 2，GUO Jianwei 2（1.Affiliated Hospital of Dali University,Dali,Yunnan 671000,China;2.College of Pharmacology,Dali University,Dali,Yunnan 671000,China ）〔Abstract 〕Objective ：To introduce the research and applications of Konjac glucomannan.Methods By using Konjac powder as raw material,the studies on Konjac glucomannan were reported,including the Konjac glucomannan extraction,purification,physical and chemical properties,content and toxicity tests.Results:Our research indicate that Konjac glucomannan is a stable and safety material for medicinal purpose.Conclusion:Konjac glucomannan is deserved to be further studied for its usage as the fast-release formulation and drug supporting materials.〔Key words 〕Konjac powder;Konjac glucomannan;medicinal materials大理学院学报J OURNAL OF DALI UNIVERSITY第8卷第2期2009年2月Vol.8No.2Feb.20095芋葡甘露聚糖在酸性条件下分别经高峰淀粉酶、甘露聚糖酶和纤维素酶水解，其产物经薄层色谱和凝胶电泳分析表明：魔芋葡甘露聚糖是主链由D-甘露糖和D-葡萄糖以β-1，4吡啶糖苷键连接的大分子多糖，并且在某些糖残基上可能有乙酰基团，约每19个糖残基上有1个乙酰基，以酯的方式结合。

魔芋葡甘聚糖复合材料的制备研究的开题报告

魔芋葡甘聚糖复合材料的制备研究的开题报告一、研究背景魔芋葡甘聚糖是一种天然多糖物质，具有良好的生物相容性、生物可降解性和生物活性等特点，被广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。

然而，魔芋葡甘聚糖在制备过程中存在晶体生长困难、溶解度低、机械强度不足等问题，制约了其应用领域的拓展和深入研究。

因此，研究魔芋葡甘聚糖复合材料，提高其成型性、机械强度和稳定性，具有重要的理论意义和实际价值。

二、研究内容和目标本研究选取魔芋葡甘聚糖为主要原材料，探究其与多种功能材料（如纳米氧化物、石墨烯等）的复合制备方法，研究复合材料的材料性能和应用价值。

具体包括以下研究内容：（1）魔芋葡甘聚糖复合材料的制备工艺优化；（2）复合材料的力学性能和热稳定性能测试；（3）复合材料在医药、食品、化妆品等领域的应用前景分析。

本研究的目标是，通过制备魔芋葡甘聚糖复合材料，提高其成型性、机械强度、稳定性和应用价值，为魔芋葡甘聚糖在多个领域的应用推广和深入研究提供有力支持。

三、研究方法和步骤本研究采用实验室研究和理论计算相结合的方法，主要研究步骤包括以下几个阶段：（1）魔芋葡甘聚糖复合材料制备方法的优化：通过对比不同加工工艺、不同原材料配比和不同制备条件等参数的影响，选取合适的制备方法，优化魔芋葡甘聚糖复合材料的制备工艺。

（2）复合材料力学性能和热稳定性能测试：对制备的复合材料进行力学性能、热稳定性能等方面的测试，分析复合材料的材料性能。

（3）应用前景分析：分析魔芋葡甘聚糖复合材料在医药、食品、化妆品等领域的应用前景，探讨其在相关领域中的应用价值和推广潜力。

四、预期成果本研究预期的主要成果包括以下几个方面：（1）制备出一种具有优异力学性能和热稳定性能的魔芋葡甘聚糖复合材料；（2）对魔芋葡甘聚糖复合材料进行多方位测试和分析，得到复合材料的力学性能、热稳定性能等相关数据；（3）通过分析复合材料在医药、食品、化妆品等领域的应用前景，为提高魔芋葡甘聚糖的综合应用价值提供基础支持和理论指导。

魔芋甘露聚糖肽制备技术研究

魔芋甘露聚糖肽制备技术研究魔芋甘露聚糖肽制备技术研究引言魔芋甘露聚糖肽是一种新型的生物活性多糖肽，具有广泛的应用前景。

魔芋是一种天然植物，其根茎富含魔芋甘露聚糖，而魔芋甘露聚糖则是由魔芋中提取得到的。

魔芋甘露聚糖肽具有多种生物活性，包括抗肿瘤、降血糖、降血脂等作用，因此受到了越来越多的关注。

魔芋甘露聚糖肽制备技术魔芋甘露聚糖肽的制备技术主要包括魔芋提取、酶解、纯化和评价等步骤。

1. 魔芋提取魔芋富含魔芋甘露聚糖，因此首先需要将魔芋从植物中提取出来。

提取魔芋的方法通常有水煮、蒸煮和酶解等。

水煮法是目前应用较为广泛的一种方法，它能够高效地溶解魔芋甘露聚糖，并且能够同时去除魔芋中的杂质。

蒸煮法和酶解法相对来说操作更加简单，但是提取效果较水煮法略差。

2. 酶解酶解是将魔芋中的魔芋甘露聚糖水解成肽段的过程。

常用的酶有红曲酵素、玉米淀粉酶等。

酶解的条件包括酶解温度、pH值、酶解时间等。

在酶解过程中，需要控制好这些参数，以达到最佳的酶解效果。

研究表明，酶解时间和酶解温度是影响魔芋甘露聚糖肽得率和分子量分布的重要因素。

3. 纯化纯化是将酶解产物中的目标魔芋甘露聚糖肽提取出来的过程。

常用的纯化方法包括离心、超滤、反渗透和离子交换等。

离心是最简单的一种方法，它能够去除酶解产物中的悬浮颗粒。

超滤和反渗透则是通过膜的选择性渗透性质将魔芋甘露聚糖肽分离。

离子交换则是利用魔芋甘露聚糖肽的带电性与离子交换树脂之间的作用力进行分离。

4. 评价评价是对制备得到的魔芋甘露聚糖肽进行活性检测的过程。

常用的评价指标包括抗氧化活性、保护胃粘膜、抗炎活性等。

抗氧化活性是最常用的一种评价指标，它可以通过自由基清除实验来确定。

保护胃粘膜和抗炎活性则可以通过小鼠实验来评价。

发展趋势随着对生物活性多糖肽的研究不断深入，对魔芋甘露聚糖肽的制备技术也在不断改进。

目前，有学者利用基因工程的方法将魔芋甘露聚糖肽的合成酶引入到合适的宿主中进行大规模生产。

此外，还有学者利用纳米技术将魔芋甘露聚糖肽封装起来，以提高其生物利用度和稳定性。

魔芋葡甘露聚糖的酶解

魔芋葡甘露聚糖的酶解方法一实验所需原料：魔芋精粉；0.2mol/lPBS缓冲液（需用Na2HPO4·12H2O，NaH2PO4·2H2O 配制）；β-甘露聚糖酶（10000u/g）；DNS试剂（由3，5-二硝基水杨酸，NaOH，酒石酸钠，苯酚，偏重亚硫酸钠配制）。

实验所需器材及仪器：1000ml容量瓶(2个)；滴定管（量取或配制溶液时使用）；250ml 锥形瓶；恒温水浴锅；恒温振荡器；冷冻离心机；紫外-可见分光光度计；移液枪预实验：1. PBS缓冲液的配制：（1）母液的配制：0.2mol/L Na2HPO4：称取71.6g，溶于1000mL水0.2mol/L NaH2PO4：称取31.2g NaH2PO4·2H2O，溶于1000mL水（2）pH6.0 87.7mL 0.2mol/L NaH2PO4·2H2O +12.3mL Na2HPO4·12H2O pH7.0 38mL 0.2mol/L NaH2PO4·2H2O +62mL Na2HPO4·12H2OpH8.0 5.3mL 0.2mol/L NaH2PO4·2H2O +94.7mL Na2HPO4·12H2O这只是大致比例，精确pH值需用pH计配制。

2.DNS试剂的配制方法（1）称取3，5-二硝基水杨酸6.3g，NaOH 21.0g充分溶解于500mL煮沸的蒸馏水中（煮沸是为了加速溶解）。

（2）加入酒石酸钠182.0g，苯酚5.0g，偏重亚硫酸钠5.0g于上一步的溶液中，加热搅拌至全部溶解，冷却，用蒸馏水定容至1000mL。

（3）充分溶解后盛于棕色瓶中，储存1周后使用。

实验步骤：⑴打开水浴锅，设定温度为50℃.⑵用量筒量取100ml一定pH的PBS缓冲液于锥形瓶中，塞上塞子置于水浴锅中加热，至50℃（可用温度计量）。

⑶用称量纸称取0.25g的魔芋精粉备用。

魔芋葡甘露聚糖的提纯以及化学改性研究进展

ＫＧＭ的纯度，但该法缺乏选择性，在一定程度上会降低ＫＧＭ的粘度。
ＫＧＭ分子上的基团，以达到增强ＫＧＭ利用价值的目的，包括羧甲基化、酯化、脱乙酰化及交联改
性等方法。
３．１魔芋葡甘露聚糖（ＫＧＭ）羧甲基化
８０～１００，吸水后的ＫＧＭ形成凝胶，当ｐＨ＜１２．２时形成的凝胶具有可逆性，随着ｐＨ的升高，凝胶
利用价值。本文综述葡甘露聚糖（ＫＧＭ）的理
化性质、提纯及改性研究进展，以期为ＫＧＭ的进
魔芋块茎中魔芋葡甘露聚糖约含６５％，其余２．１乙醇沉淀法
收稿日期：２０１６．１２ — １５修回日期：２０１７－０１－２０
Ｍ
乙醇沉淀法相对来说具有简单易行、成本低
作者简介：吴远艳（１９８９－），女，贵州六盘水人，硕士，主要从事农业资源利用。Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｙｙｂｊｆｕ＠１６３．ｃｏｍ。
３魔芋葡甘露聚糖（ＫＧＭ）的化学改性研究
魔芋葡甘露聚糖（ＫＧＭ）的化学改性法是目
前ＫＧＭ改性最常用的方法，通过化学反应改变
羧甲基化处理可提高魔芋葡甘露聚糖的水溶性及稳定性，其主要是利用ＫＧＭ分子上的羟基

魔芋葡甘露低聚糖制备研究进展

魔芋葡甘露低聚糖制备研究进展
孙思力;杨伟东;胡肖肖;秋治昊
【期刊名称】《科技视界》
【年(卷),期】2022()29
【摘要】魔芋葡甘露低聚糖作为一种新型功能性低聚糖,低热量、低血糖、抗蛀齿、促进肠道益生菌生长、抗氧化性和良好口感等优点而备受关注。

本文综述了酶水解、酸水解、超声波降解和辐照降解魔芋低聚糖的方法,以及膜分离、分析法和发酵法
等魔芋低聚糖分离纯化方法,为功能性低聚糖产品的开发及研制提供参考。

【总页数】3页(P89-91)
【作者】孙思力;杨伟东;胡肖肖;秋治昊
【作者单位】宝鸡文理学院
【正文语种】中文
【中图分类】TS2
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水解魔芋粉制备葡甘露低聚糖工艺研究5.葡甘聚糖酶制备魔芋葡甘露低聚糖的工
艺研究
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酶解方法：将配制好的不同浓度的新鲜酶液 1mL 加入到 99mL 不同 pH 的缓冲溶液中，于不同温度下在集热式恒温加热搅拌器中保温 10min；磁力搅拌作用下加入一定量已烘干至恒重的魔芋精粉，于不同的温度下准确酶解一段时间，取出，煮沸灭酶 10min。 1.2.2 降解产物分子量及分子量分布测定测试方法：采用凝胶渗透色谱法测定。仪器：美国 Agilent 公司的 1100 /1200 高效液相色谱系统；色谱柱： PL aquagel－ OH MIXED 8μm，300 × 7.5mm，货号为 5064 －5282；标准品：PEO / PEG，货号为 5064 － 5280；检测器：G1362A 示差折光检测器（ RID）。测试条件：流动相为娃哈哈纯净水配制的 1‰的叠氮化钠溶液；流速为 1mL / min；柱温为 35℃ ；进样量为 20μL；进样时间为 20min。 1.2.3 降解产物红外光谱分析将制备的降解产物用无水乙醇沉淀，4000r / min 离心 20min，收集白色沉淀进行真空冷冻干燥。采用 NICOLET 6700 型傅立叶变换红外吸收光谱仪对干燥后的产物在 650 ～
1.2 实验方法
1.2.1 β－甘露聚糖酶催化葡甘聚糖降解反应本研究中，不同浓度酶液的制备方法为：准确称取 1.0000g β－甘露聚糖酶，定容至 100mL，得到酶液Ⅰ；取酶液 Ⅰ 10mL 定容至 100mL，得到酶液 Ⅱ；取酶液 Ⅱ 中 10mL 定容到 100mL，得到酶液Ⅲ；取酶液Ⅲ中 10mL 定容到 100mL，得到酶液Ⅳ；取酶液Ⅳ中 10mL 定容到 100mL，得到酶液 Ⅴ；取酶液 Ⅴ 中 10mL 定容到 100mL，得到酶液 Ⅵ；取酶液 Ⅵ 中 10mL 定容到 100 mL，得到酶液 Ⅶ；以上配制好的酶液在使用时均取 1mL，由于浓度相差较大，为方便标记，文中以Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ来分别代表 1mL 上述不同浓度的酶液。将酶液置于 4℃ 环境保存，2d 内用完。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
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魔芋精粉四川绵阳安县都乐魔芋制品有限公司；β－甘露聚糖酶四川禾本生物工程有限公司，酶活力≥3291u / g；氢氧化钠、磷酸二氢钾、柠檬酸、柠檬酸钠成都科隆化工试剂有限公司，均为分析纯。
1100 /1200 高效液相色谱系统美国 Agilent 公司；NICOLET 6700 型傅立叶变换红外吸收光谱仪美国赛默飞世尔公司。
收稿日期： 2010－10－15 * 通讯联系人作者简介：姚雪（1986－），女，硕士研究生，研究方向：生物大分子的改
性与利用。基金项目：“十一五”国家科技支撑计划项目（2007BAE42B04）。
敬而远之。与 KGM 使用受限形成鲜明对比的是，近年来对葡甘露低聚糖的研究和应用愈加广泛，研究发现，魔芋葡甘露低聚糖具有促生双歧杆菌［5］、吸附病原菌［6］、降脂［7］、清除自由基［8］、抑制肠内氨的生成和吸收［9］等特殊功能。能够实现 KGM 的可控降解，得到各种不同分子量范围的 KGM 产品，并且使降解后的 KGM 产物的分子量分散系数 D 值尽可能小，对魔芋资源的深度开发利用和应用范围的推广是一个关键问题。目前，在葡甘聚糖的降解方面，几乎全部是将葡甘聚糖直接降解成分子量极低的低聚糖（分子量通常在 104 以下），没有得到其它范围的分子量分布的降解产物，未达到真正意义上的“可控降解”，本文的目的就是通过筛选和优化各种控制降解产物分子量和分散系数的因素，制备出不同分子量的葡甘露低聚糖。
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4000cm －1 范围做傅立叶衰减全反射测定。
2 结果与讨论
2.1 酶液浓度对降解产物分子量及分散系数的影响
在反应温度 50℃ ，缓冲液 pH 7.5，反应时间为 20min，底物浓度为 1.25% 的条件下，酶浓度对降解产物分子量的影响如图 1 所示。从图 1 中可以看出，当其它条件一致时，随着酶浓度的增加，降解产物的分子量也呈递减的趋势，在酶浓度过大时，如 Ⅰ 和 Ⅱ，分子量的降低不明显，在酶浓度过小时，如 Ⅵ 和 Ⅶ，分子量的降低也不明显。正交实验时选取酶浓度水平为酶液Ⅱ、Ⅳ和Ⅵ酶浓度。
ntration ＞ substrate concentration ＞ pH ＞ temperature ＞ time.Effects of various factors on the molecular weight
distribution were in the following descending order： enzyme concentration ＞ temperature ＞ pH ＞ substrate
本研究中 pH 为 3.5、4.5 和 5.5 的缓冲液由柠檬酸－柠檬酸钠体系组成；pH 为 6.5、7.5 和 8.5 的缓冲液由磷酸氢二钾－氢氧化钠体系组成。
在 β－甘露聚糖酶催化葡甘聚糖的降解反应中，主要考察不同酶液（ Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ）的浓度、缓冲液 pH （ 3.5、4.5、5.5、6.5、7.5、8.5 ）、酶解温度（ 14、26、38、50、62℃ ）、底物浓度（ 0.05% 、0.65% 、 1.25% 、1.85% 、2.45% 、3.05% ）和反应时间（ 2.5、5、 10、20、30、40、50、60min）这五个单因素对降解产物分子量及分子量分布的影响。依据单因素实验的结果确定因素水平范围，以降解产物的数均分子量和分子量分散系数 D 值为考察指标，进行 L18 （37 ）正交实验，以进一步分析酶解过程中各因素对实验指标的影响程度。
concentration ＞ time.
Key words： konjac glucomannan； β－mannanase； number average molecular weight； dispersion coefficient；
gel chromatography
中图分类号： TS201.2 + 3
Study on the enzyme－catalyzed degradation of konjac glucomannan and the preparation conditions on the degradation product of various molecular weights
姚雪，罗学刚* ，韩本超（西南科技大学植物学系，四川绵阳 621010）
摘要：通过单因素实验和正交实验研究 β－甘露聚糖酶在催化降解魔芋葡甘聚糖的过程中酶液浓度、缓冲液 pH、温度、底物浓度以及反应时间对降解产物分子量及分子量分布的影响，同时得到各种不同分子量范围葡甘聚糖降解产物的制备条件。结果表明：在降解过程中，各因素对降解产物分子量的影响大小依次为酶液浓度＞底物浓度＞ pH ＞温度＞时间，对分散系数 D 值的影响大小依次为酶液浓度＞温度＞ pH ＞底物浓度＞时间。关键词：葡甘聚糖，β－甘露聚糖酶，数均分子量，分散系数，凝胶色谱
文献标识码： A
文章编号： 1002－0306（ 2011） 09－0097－05
魔芋是天南星科魔芋属多年生草本植物，其主要活性成分葡甘聚糖（ KGM）是一种水溶性的天然高分子多糖，可广泛应用于环保、食品、医药、化工以及生物领域［1－2］。KGM 相对分子量为 200000 ～ 2000000［2］，如此巨大的分子量也使 KGM 具有良好的凝胶性、增稠性、成膜性等多种特性［3］，但同时巨大的分子量使 KGM 在水中的粘度非常大，影响了 KGM 在水中的溶解度，限制了 KGM 的应用范围。在食品领域，KGM 特殊的生理功能使它深受糖尿病、肥胖症患者以及中老年消费者的喜爱，但 KGM 巨大的分子量却使它难消化、易阻塞，使人体产生腹胀、腹泻等一些不适症状［4］，因而被人们视为 “发物”，让许多消费者对其
2.2 缓冲液的 pH 对降解产物分子量及分散系数的影响
在反应温度 50℃ ，酶浓度为 Ⅳ，反应时间为 20min，底物浓度为 1.25% 的条件下，缓冲液 pH 对降解产物分子量的影响如图 2 所示。从图 2 中可以看出，当其它条件一定，pH 由 3.5 增加到 7.5 时，分子量曲线逐渐下降，在 pH 为 7.5 左右下降至最低点，此时，随着 pH 的增加，分子量又开始上升，即 pH 7.5 是酶的最适条件，此时酶活力达到最大。正交实验时选取 pH 的水平为 3.5、5.5 和 7.5。
图 1 酶浓度对降解产物分子量及分散系数的影响随着酶浓度的增加，分散系数呈上升趋势（ A－ B 阶段），达到一个最大值后又有轻微的下降趋势（ B－ C 阶段）。魔芋葡甘聚糖的酶解主要是一个多次剪切过程［15］，即酶分子分布在部分葡甘聚糖分子链上，而其它分子链只有等酶脱附之后才能进行水解，这就造成了降解产物中始终存在着分子量几乎没有发生变化的大分子链，同时也存在已被多次剪切的小分子链，这也造成了分散系数 D 值较大的可能性。在 A－ B 阶段，当酶浓度逐渐增大时，剪切的分子链和次数便随着增大，由原来全是大分子链的体系逐渐开始出现小分子链，并且随酶浓度的增加，小分子链出现的概率越大，于是 D 值便开始增大；在 B － C 阶段，酶浓度增大到一定值时，被剪切的分子链越来越多，当小分子链的数量大大超过大分子链的数量时，体系开始以小分子链为主，分散系数 D 值又开始有所下降。