酶法去除燕麦麸皮淀粉工艺研究
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3. Agricult ural Bureau of Tianzhu County , Tianzhu 733200 ,China)
Abstract :α2amylase was used to hydrolyze t he starch of oat bran ,t hen t he residual quantit y of starch was st udied. The effect of t he amo unt of water , t he amo unt of α2amylases , t he time and t he temperat ure
2
100
65
30 1 ∶9
3
100
80
40 1 ∶13
4
150
50
30 1 ∶13
5
150
65
40 1 ∶:5
6
150
80
20 1 ∶9
7
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50
40 1 ∶9
8
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65
20 1 ∶13
9
200
80
30 1 ∶5
K1 10. 68 8. 78 12. 70 8. 40
K2
9. 77 7. 69 9. 18 10. 81
麸皮进行水洗 ,洗至洗出的水较澄清 ;调浆 ,热水蒸 煮 :将蒸馏水加水到装有 3. 0 g 麦麸椎形瓶中 ,采用 不同配料比 ,在沸水浴中煮 ,然后加入适量α2淀粉 酶 ,在恒温水浴中搅拌酶解 ,水洗除去可溶性糊精 ; 沸水浴加热 ,使酶失活 ;离心后 ,在 60 ℃的烘箱内烘 干 ,制成干品.
1. 2. 3 酶解燕麦麸皮淀粉工艺单因素及正交试验
图 1 料水比对酶解效果的影响 Fig. 1 The effect of solid2liquid ratio on
hydrolyzation of amylase
图 2 加酶量对酶解效果的影响 Fig. 2 The effect of enzyme concert ration o n
作者简介 : 韩 静 (19822) ,女 ,江苏仪征人 ,硕士研究生 ,主要从事 食品工艺研究.
通讯作者 : 郭玉蓉 ,女 ,教授. E2mail :yrguo730 @snnu. edu. cn 收稿日期 : 2007211219
旨为燕麦功能成分的进一步分离打好基础.
1 材料与方法
1. 1 材料和仪器设备 燕麦麸选用兰州本地产燕麦为原料 ,过筛并除 去土 、石等杂质 ,经小型磨面机磨制 ,筛分得到燕麦 粉和燕麦麸皮 ,所得燕麦麸皮过 40 目筛 ,除去残留 在表皮的燕麦粉 ,麸皮得率为 29. 7 %. 加水洗涤淀 粉 , 过滤除去滤液 ,经干燥后即得燕麦麸. 标准淀粉 ;α2淀粉酶 ,北京奥博星生物技术有限 公 司 生 产 ; KUBO TA3740 型 冷 冻 离 心 机 , KUB2 O TA Corpo ratio n 生产 ; AL104 型电子天平 , 梅特 勒2托利多仪器 (上海) 有限公司生产 ; FZ102 型微型 植物试样粉碎机 ,北京市永光明医疗仪器厂生产 ;
第 5 期 韩 静等 :酶法去除燕麦麸皮淀粉工艺研究 1 49
趋于平缓 ,其中 65 ℃ 时淀粉含量显著低于其它处 理 ( P < 0. 05) . 因此 ,淀粉酶水解温度以 65 ℃为宜 , 此时酶解体系的淀粉的残留量为9. 36 mg/ g.
starch was reduced f ro m 3. 73 mg/ g to 243. 15 mg/ g. Key words :α2amylases ; starch ;oat bran
燕麦是一种古老的作物 ,在我国至少有几千年 的栽培历史. 按其外稃状可分为带稃型和裸粒型两 大类. 我国种植的燕麦以大粒裸燕麦为主 ,俗称莜 麦. 燕麦营养成分齐全 ,具有较高的营养保健功能. 目前有关燕麦的研究主要集中在燕麦β2葡聚糖 、燕 麦谷甾醇 、燕麦油 、燕麦蛋白等方面[125] ,而在这些成 分的分离提取研究过程中 ,去除其中的淀粉是其必 经的工艺之一[627] . 本实验用α2淀粉酶酶解法去除燕 麦麸皮中淀粉 ,以酶解后燕麦麸皮中淀粉残留量为 考察指标 ,研究酶解去除燕麦麸皮淀粉的最佳工艺 ,
粘稠 ,试验不便进行. 2) α2淀粉酶在 75 ℃以上时会发生钝化. 本试 验发现当水解体系温度提高到 80 ℃时 ,部分淀粉酶 已经开始钝化 ,这与林志民 (1995) [11] 的结果相近 ; 而张海正 ,陈正行等[12] 以小麦麸皮作为原料进行试 验 ,认为 90 ℃左右为酶法去除淀粉的最佳温度. 3) 酶法从麦麸中提取纤维素的方法简便易 行 ,不要特殊设备 ,投资少 ,污染少 ,产品理想. 本试 验最佳工艺为加酶量 200 U ,料液比 1 ∶5 ,时间 40 min ,温度 65 ℃,此时淀粉残余量仅为 3. 73 mg/ g.
14 8 甘 肃 农 业 大 学 学 报 2008 年
P HS23C 型数字酸度计 ,金坛市大地自动化仪器厂
及金坛市环保仪器厂生产.
1. 2 方法 1. 2. 1 α2淀粉酶活性测定 采用酶解法[3] . 1. 2. 2 燕麦麸皮酶解淀粉法 通过滤布先对燕麦
2. 1 料水比对燕麦麸中淀粉酶解效果的影响 从图 1 可以看出 ,随加水量的增加 ,燕麦麸皮中 淀粉的残留量逐渐增大 ;当加水量增加到一定程度 时 ,酶的浓度和底物浓度减少 ,酶解的效果受到影 响 ;当加水量达到 1 ∶17 时 ,淀粉浓度降低 ,这是由 体系中水含量增加所致. 因此 ,在进行燕麦麸淀粉水 解时 ,选用 1 ∶5 的料液比 ,能有效的除去淀粉 ,酶反 应液中淀粉的残留量为 4. 91 mg/ g. 2. 2 加酶量对燕麦麸中淀粉酶解效果的影响 从图 2 可知 ,燕麦麸皮中淀粉的残余量随加酶 量的增加而逐渐减少 ,加酶量为 200 U ,酶解反应进 行得较彻底 , 此时反映体系中淀粉的残留量仅为 5. 25 mg/ g. 考虑到酶解成本问题 ,应尽量减少酶的 用量.
were researched in t he enzymatic p rocess. It was showed t hat t he optimal craft was : t he amo unt of water 1 ∶5 ,t he amo unt of α2amylases 200 U ,time 40 min ,temperat ure 65 ℃. Af ter hydrolyzing t he amo unt of
度 > 加酶量 > 料液比,较优的工艺条件为
C3B2A3D1 ,即加酶量 200 U ,料液比为 1 ∶5 ,时间
40 min ,温度 65 ℃,与单因素试验结果基本一致. 用
最佳工艺条件对燕麦淀粉进行酶解 ,测得淀粉残余
量为 3. 73 mg/ g.
3 讨论与结论
1) 试验中选取 1 ∶5 为最高的料液比 ,能有效 的去除淀粉. 若是选择更大的料液比 ,则因体系过于
摘要 : 用α2淀粉酶酶解燕麦麸皮中的淀粉 ,以酶解后燕麦麸皮中淀粉的残留量为考察指标 ,研究了酶解反应过 程中加水量 、加酶量 、反应时间及反应温度 4 个因素对酶解效果的影响. 结果表明 α, 2淀粉酶酶解麸皮燕麦中淀粉的 最佳工艺条件为 :料水比 1 ∶5 ,加酶量 200 U ,反应时间 40 min ,反应温度 65 ℃. 酶解后燕麦麸皮淀粉含量由 243. 15 mg/ g 降至 3. 73 mg/ g 以下 ,去除淀粉的效果明显. 关键词 :α2淀粉酶 ;淀粉 ;燕麦麸皮 中图分类号 : TS 201. 1 文献标识码 : A 文章编号 : 100324315 (2008) 0520147203
图 4 反应温度对酶解效果的影响 Fig. 4 The effect of temperat ure on hydrolyzation of amylase
2. 5 燕麦麸淀粉酶解工艺筛选 根据 1. 5 中的单因素试验 ,采用 L9 (34 ) 正交表 进行正交试验 ,试验的条件及结果如表 2 所示.
表 2 燕麦麸淀粉酶解工艺正交筛选结果 Tab. 2 The result s of o rt hogonal experimental design
on starch hydrolizatio n
试验号及 A/ U B/ ℃ C/ h
极差分析
淀粉残余 D
量/ mg ·g - 1
1
100
50
20 1 ∶5
2008 年 10 月 第 5 报 J OU RNAL O F GANSU A GRICUL TU RAL UN IV ERSIT Y
第43卷 双月刊
酶法去除燕麦麸皮淀粉工艺研究
韩 静1 ,郭玉蓉2 ,刘 政1 ,马文杰1 ,孙小娟3
(1. 甘肃农业大学食品科学与工程学院 ,甘肃 兰州 730070 ; 2. 陕西师范大学食品工程 与营养科学学院 ,陕西 西安 710000 ; 3. 甘肃省天祝县农业局 ,甘肃 天祝 733200)
件分析.
表 1 L9 ( 34 ) 正交试验 Tab. 1 The ort hogonal experimental design
水平
1 2 3
A
加酶量/ U 100 150 200
因素
B
C
温度/ ℃ 50 65 80
时间/ min 20 30 40
D
料水比 1 ∶05 1 ∶09 1 ∶13
2 结果与分析
K3
8. 25 12. 24 6. 83 9. 51
R
2. 43 4. 54 5. 87 2. 41
11. 85 9. 65
10. 54 8. 53 3. 98
16. 80 5. 96 9. 43 9. 36
表 2 可见 ,燕麦麸中淀粉残余量 ( mg/ g) 的影响
Abstract :α2amylase was used to hydrolyze t he starch of oat bran ,t hen t he residual quantit y of starch was st udied. The effect of t he amo unt of water , t he amo unt of α2amylases , t he time and t he temperat ure
2
100
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30 1 ∶9
3
100
80
40 1 ∶13
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30 1 ∶13
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40 1 ∶:5
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20 1 ∶9
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40 1 ∶9
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20 1 ∶13
9
200
80
30 1 ∶5
K1 10. 68 8. 78 12. 70 8. 40
K2
9. 77 7. 69 9. 18 10. 81
麸皮进行水洗 ,洗至洗出的水较澄清 ;调浆 ,热水蒸 煮 :将蒸馏水加水到装有 3. 0 g 麦麸椎形瓶中 ,采用 不同配料比 ,在沸水浴中煮 ,然后加入适量α2淀粉 酶 ,在恒温水浴中搅拌酶解 ,水洗除去可溶性糊精 ; 沸水浴加热 ,使酶失活 ;离心后 ,在 60 ℃的烘箱内烘 干 ,制成干品.
1. 2. 3 酶解燕麦麸皮淀粉工艺单因素及正交试验
图 1 料水比对酶解效果的影响 Fig. 1 The effect of solid2liquid ratio on
hydrolyzation of amylase
图 2 加酶量对酶解效果的影响 Fig. 2 The effect of enzyme concert ration o n
作者简介 : 韩 静 (19822) ,女 ,江苏仪征人 ,硕士研究生 ,主要从事 食品工艺研究.
通讯作者 : 郭玉蓉 ,女 ,教授. E2mail :yrguo730 @snnu. edu. cn 收稿日期 : 2007211219
旨为燕麦功能成分的进一步分离打好基础.
1 材料与方法
1. 1 材料和仪器设备 燕麦麸选用兰州本地产燕麦为原料 ,过筛并除 去土 、石等杂质 ,经小型磨面机磨制 ,筛分得到燕麦 粉和燕麦麸皮 ,所得燕麦麸皮过 40 目筛 ,除去残留 在表皮的燕麦粉 ,麸皮得率为 29. 7 %. 加水洗涤淀 粉 , 过滤除去滤液 ,经干燥后即得燕麦麸. 标准淀粉 ;α2淀粉酶 ,北京奥博星生物技术有限 公 司 生 产 ; KUBO TA3740 型 冷 冻 离 心 机 , KUB2 O TA Corpo ratio n 生产 ; AL104 型电子天平 , 梅特 勒2托利多仪器 (上海) 有限公司生产 ; FZ102 型微型 植物试样粉碎机 ,北京市永光明医疗仪器厂生产 ;
第 5 期 韩 静等 :酶法去除燕麦麸皮淀粉工艺研究 1 49
趋于平缓 ,其中 65 ℃ 时淀粉含量显著低于其它处 理 ( P < 0. 05) . 因此 ,淀粉酶水解温度以 65 ℃为宜 , 此时酶解体系的淀粉的残留量为9. 36 mg/ g.
starch was reduced f ro m 3. 73 mg/ g to 243. 15 mg/ g. Key words :α2amylases ; starch ;oat bran
燕麦是一种古老的作物 ,在我国至少有几千年 的栽培历史. 按其外稃状可分为带稃型和裸粒型两 大类. 我国种植的燕麦以大粒裸燕麦为主 ,俗称莜 麦. 燕麦营养成分齐全 ,具有较高的营养保健功能. 目前有关燕麦的研究主要集中在燕麦β2葡聚糖 、燕 麦谷甾醇 、燕麦油 、燕麦蛋白等方面[125] ,而在这些成 分的分离提取研究过程中 ,去除其中的淀粉是其必 经的工艺之一[627] . 本实验用α2淀粉酶酶解法去除燕 麦麸皮中淀粉 ,以酶解后燕麦麸皮中淀粉残留量为 考察指标 ,研究酶解去除燕麦麸皮淀粉的最佳工艺 ,
粘稠 ,试验不便进行. 2) α2淀粉酶在 75 ℃以上时会发生钝化. 本试 验发现当水解体系温度提高到 80 ℃时 ,部分淀粉酶 已经开始钝化 ,这与林志民 (1995) [11] 的结果相近 ; 而张海正 ,陈正行等[12] 以小麦麸皮作为原料进行试 验 ,认为 90 ℃左右为酶法去除淀粉的最佳温度. 3) 酶法从麦麸中提取纤维素的方法简便易 行 ,不要特殊设备 ,投资少 ,污染少 ,产品理想. 本试 验最佳工艺为加酶量 200 U ,料液比 1 ∶5 ,时间 40 min ,温度 65 ℃,此时淀粉残余量仅为 3. 73 mg/ g.
14 8 甘 肃 农 业 大 学 学 报 2008 年
P HS23C 型数字酸度计 ,金坛市大地自动化仪器厂
及金坛市环保仪器厂生产.
1. 2 方法 1. 2. 1 α2淀粉酶活性测定 采用酶解法[3] . 1. 2. 2 燕麦麸皮酶解淀粉法 通过滤布先对燕麦
2. 1 料水比对燕麦麸中淀粉酶解效果的影响 从图 1 可以看出 ,随加水量的增加 ,燕麦麸皮中 淀粉的残留量逐渐增大 ;当加水量增加到一定程度 时 ,酶的浓度和底物浓度减少 ,酶解的效果受到影 响 ;当加水量达到 1 ∶17 时 ,淀粉浓度降低 ,这是由 体系中水含量增加所致. 因此 ,在进行燕麦麸淀粉水 解时 ,选用 1 ∶5 的料液比 ,能有效的除去淀粉 ,酶反 应液中淀粉的残留量为 4. 91 mg/ g. 2. 2 加酶量对燕麦麸中淀粉酶解效果的影响 从图 2 可知 ,燕麦麸皮中淀粉的残余量随加酶 量的增加而逐渐减少 ,加酶量为 200 U ,酶解反应进 行得较彻底 , 此时反映体系中淀粉的残留量仅为 5. 25 mg/ g. 考虑到酶解成本问题 ,应尽量减少酶的 用量.
were researched in t he enzymatic p rocess. It was showed t hat t he optimal craft was : t he amo unt of water 1 ∶5 ,t he amo unt of α2amylases 200 U ,time 40 min ,temperat ure 65 ℃. Af ter hydrolyzing t he amo unt of
度 > 加酶量 > 料液比,较优的工艺条件为
C3B2A3D1 ,即加酶量 200 U ,料液比为 1 ∶5 ,时间
40 min ,温度 65 ℃,与单因素试验结果基本一致. 用
最佳工艺条件对燕麦淀粉进行酶解 ,测得淀粉残余
量为 3. 73 mg/ g.
3 讨论与结论
1) 试验中选取 1 ∶5 为最高的料液比 ,能有效 的去除淀粉. 若是选择更大的料液比 ,则因体系过于
摘要 : 用α2淀粉酶酶解燕麦麸皮中的淀粉 ,以酶解后燕麦麸皮中淀粉的残留量为考察指标 ,研究了酶解反应过 程中加水量 、加酶量 、反应时间及反应温度 4 个因素对酶解效果的影响. 结果表明 α, 2淀粉酶酶解麸皮燕麦中淀粉的 最佳工艺条件为 :料水比 1 ∶5 ,加酶量 200 U ,反应时间 40 min ,反应温度 65 ℃. 酶解后燕麦麸皮淀粉含量由 243. 15 mg/ g 降至 3. 73 mg/ g 以下 ,去除淀粉的效果明显. 关键词 :α2淀粉酶 ;淀粉 ;燕麦麸皮 中图分类号 : TS 201. 1 文献标识码 : A 文章编号 : 100324315 (2008) 0520147203
图 4 反应温度对酶解效果的影响 Fig. 4 The effect of temperat ure on hydrolyzation of amylase
2. 5 燕麦麸淀粉酶解工艺筛选 根据 1. 5 中的单因素试验 ,采用 L9 (34 ) 正交表 进行正交试验 ,试验的条件及结果如表 2 所示.
表 2 燕麦麸淀粉酶解工艺正交筛选结果 Tab. 2 The result s of o rt hogonal experimental design
on starch hydrolizatio n
试验号及 A/ U B/ ℃ C/ h
极差分析
淀粉残余 D
量/ mg ·g - 1
1
100
50
20 1 ∶5
2008 年 10 月 第 5 报 J OU RNAL O F GANSU A GRICUL TU RAL UN IV ERSIT Y
第43卷 双月刊
酶法去除燕麦麸皮淀粉工艺研究
韩 静1 ,郭玉蓉2 ,刘 政1 ,马文杰1 ,孙小娟3
(1. 甘肃农业大学食品科学与工程学院 ,甘肃 兰州 730070 ; 2. 陕西师范大学食品工程 与营养科学学院 ,陕西 西安 710000 ; 3. 甘肃省天祝县农业局 ,甘肃 天祝 733200)
件分析.
表 1 L9 ( 34 ) 正交试验 Tab. 1 The ort hogonal experimental design
水平
1 2 3
A
加酶量/ U 100 150 200
因素
B
C
温度/ ℃ 50 65 80
时间/ min 20 30 40
D
料水比 1 ∶05 1 ∶09 1 ∶13
2 结果与分析
K3
8. 25 12. 24 6. 83 9. 51
R
2. 43 4. 54 5. 87 2. 41
11. 85 9. 65
10. 54 8. 53 3. 98
16. 80 5. 96 9. 43 9. 36
表 2 可见 ,燕麦麸中淀粉残余量 ( mg/ g) 的影响
