两种酶法制备麦麸低聚木糖的比较

酶法水解麦麸制取功能性低聚糖
陈育如;陈志芳;刘媛
【期刊名称】《南京师范大学学报（工程技术版）》
【年(卷),期】2003(003)004
【摘要】以淀粉加工业剩余物-麦麸为原料, 利用从里氏木霉制得复合酶中的半纤维素酶与纤维素酶,对物料中的半纤维素与纤维素成分进行控制酶水解,制取功能性低聚糖.酶解在接近常温和常压下进行,相对于常用的葡萄糖或淀粉原料,采用麦麸原料价格较低.由于低价原料和复合酶系的采用,简化了工序与设备,降低了成本,具有较好的开发应用前景.
【总页数】3页(P21-23)
【作者】陈育如;陈志芳;刘媛
【作者单位】南京师范大学生命科学学院,210097,南京;南京师范大学生命科学学院,210097,南京;南京师范大学生命科学学院,210097,南京
【正文语种】中文
【中图分类】Q946
【相关文献】
1.双水相系统中酶法水解明胶制取氨基酸的研究 [J], 张刚;黄登禹;张丛越
2.酶法水解大米蛋白制取持水剂的研究 [J], 沈忱;蒋予箭
3.酶法水解鳀鱼加工副产物制取天然鳀鱼风味调味汁的工艺研究 [J], 张井;郑晓杰;徐静;李来好;薛长湖
4.酶法水解小麦麸皮制备麦芽糊精工艺优化 [J], 曹允洁
5.超声-酶法水解小麦麸皮制备低聚木糖的研究 [J], 张媛;冯新月;常思源;曹亮因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

28　2005,No.5粮食与饲料工业CEREAL &FEED I N DUST RY收稿日期:2005-03-15基金项目:广州市科技攻关重点项目,课题编号:2003Z3-E0061作者简介:薛　枫(1979-),女,在读硕士研究生,食品科学专业,研究方向为功能性食品。

双酶法降解细胞壁物质制备低聚木糖和阿魏酸研究进展薛　枫,欧仕益,汪　勇(暨南大学,广东广州　510632)摘　要:目前低聚木糖主要是利用阿拉伯木聚糖酶降解细胞壁物质获得。

由于细胞壁材料中的反式阿魏酸将多糖和木质素交联,直接使用酶法降解水解效率低。

生产中一般先采用碱处理胞壁材料,导致环境污染并丢失反式阿魏酸。

如果利用阿魏酸酯酶和多糖水解酶的协同作用,可有效地降解细胞壁材料生产低聚木糖,同时制备反式阿魏酸。

关键词:阿魏酸酯酶;植物细胞壁;低聚木糖;阿魏酸中图分类号:TS201.1;TS201.2+5 文献标识码:A 文章编号:1003-6202(2005)05-0028-03 麦麸、蔗渣、玉米芯、稻麦秸秆等的主要成分都是细胞壁。

细胞壁主要由纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质等组成。

纤维素构成细胞壁的“骨架”,半纤维素、木质素、蛋白质、角质、色素等物质填充在“骨架”中。

在构成纤维素、半纤维素、果胶等物质的关键多糖(木聚糖、木葡聚糖、阿拉伯木聚糖、聚半乳糖等)的侧链残基上,往往存在一种重要的生理活性物质———反式阿魏酸[1]。

在植物初生壁内,阿魏酸常与多糖相交联形成一种复杂的“网络结构”。

在植物体中,这种交联结构同时也可调控植物细胞的生长、延伸,成为植物抵御病原体侵袭的屏障[2]。

地球上植物细胞壁物质的年产量约为1012t 。

我国是粮食生产大国,每年的农作物副产品(如麦麸、米糠、蔗渣等)细胞壁物质的产量都达2000～3000万t 。

目前米糠、麦麸的综合利用率不到20%,产量巨大的细胞壁物质多被丢弃或作为饲料,经济价值不高。

近年来,如何降解细胞壁,获得包括低聚糖、阿魏酸、黄酮类物质在内的众多生理活性物质,提高粮食副产物的经济价值,已经成为人们研究的热点。

多种酶分解小麦麸皮的协同作用1、实验目的我国是小麦生产大国，年产量已超过1亿吨，每年加工出的小麦麸皮可达2000万吨以上，而其中85％以上都用于酿造和饲料行业。

麸皮中含有较丰富的酶系、蛋白质、碳水化合物、维生素和矿物质等。

针对酱油生产中对小麦麸皮的处理，本实验的目的在于研究纤维素酶、戊聚糖酶以及阿魏酸酯酶对其酶解的协同作用，并观察酶解效果。

2、实验原理纤维素酶属于高度专一的纤维素水解生物催化剂，是降解纤维素原料的生成葡萄糖的一种酶的总称，它不是单种酶，而是起协同作用的多组酶系。

纤维素酶主要包括三种组分：内切型葡聚糖酶，外切型葡聚糖酶、纤维素二糖酶，每一组分又有若干亚组分组成。

纤维素水解生成葡萄糖的过程必须依赖这三种组分的协同作用才能完成。

木聚糖酶，又名内1,4-β-木聚糖酶，是采用液体深层发酵、超滤及喷雾干燥等工艺制得，用于啤酒酿造，可以有效分解麦芽汁中的木聚糖和戊聚糖，降低麦芽汁中的粘度，改善其过滤性能，防止非碳水化合物混浊的产生。

木聚糖酶能够降解木聚糖生成聚合度2-10的低聚木糖混合物，其产物的经济价值很高。

阿魏酸酯酶能水解阿魏酸甲酯、低聚阿魏酸酯和多糖阿魏酸酯中的酯键，将阿魏酸游离出来的一种酶，属于水解类的羧酸酯水解酶亚类。

利用阿魏酸处理植物性的原材料，其细胞壁的骨架结构会被破坏，结构变得比处理前疏松。

这三种酶对小麦麸皮的酶解具有很大的协同作用，三种酶同时存在是小麦麸皮达到最大的酶解效率。

3、实验材料与设备实验材料与试剂小麦麸皮，纤维素酶、木聚糖酶、阿魏酸酯酶、淀粉酶、蛋白酶等，3-5二硝基水杨酸（DNS），间苯三酚，冰醋酸实验仪器水浴锅，台式电子天平，离心机，分光光度计，精密PH计等4、试验方法及步骤㈠小麦麸皮的预处理将小麦麸皮粉碎，加水预热。

中性蛋白酶作用于小麦麸皮的酶解条件为料液比1:10（W:V）、酶用量1.75%、酶解温度55℃、酶解时间3h、pH 7.50，水解度值为25.32%；中温淀粉酶作用于小麦麸的酶解条件为料液比1:10（W:V）、酶用量1.75%、酶解温度65℃、酶解时间3.5h、pH 6.00，水解度为38.85%。

酶法水解麦麸制取功能性低聚糖陈育如,陈志芳,刘媛(南京师范大学生命科学学院,210097,南京)[摘要] 以淀粉加工业剩余物 麦麸为原料,利用从里氏木霉制得复合酶中的半纤维素酶与纤维素酶,对物料中的半纤维素与纤维素成分进行控制酶水解,制取功能性低聚糖.酶解在接近常温和常压下进行,相对于常用的葡萄糖或淀粉原料,采用麦麸原料价格较低.由于低价原料和复合酶系的采用,简化了工序与设备,降低了成本,具有较好的开发应用前景.[关键词] 低聚糖,麦麸,复合酶,酶水解[中图分类号]Q946, [文献标识码]B, [文章编号]1672-1292-(2003)04-0021-03收稿日期:2003-06-07.基金项目:江苏省高校自然科学研究指导性计划(01KJD180003)和高新技术产业发展项目(J H02 082)资助.作者简介:陈育如,1965-,博士,南京师范大学生命科学学院副教授,主要从事生物化工和应用微生物的研究.0 引言功能性低聚糖是新一代的保健食品[1].低聚糖摄入人体后在大肠中可为有益菌双歧杆菌利用并使之增殖.目前市场上的低聚糖产品大多数是以淀粉、蔗糖等为原料生产的[2].我国每年有着大量的麸皮、玉米皮等富含纤维的加工剩余物料,多数未能得到有效的利用[3].麦麸中的半纤维素经酶水解后生成低聚木糖,其双歧杆菌的增殖效果比低聚果糖高5倍,是优良的功能性食品.酶水解制取低聚糖是低聚糖生产研究中开发的新方法之一.用不同的酶和原料,控制一定的条件可以制得不同的低聚糖产品.本工作以麦麸为原料,对以复合酶制剂制取低聚糖进行了探讨.1 材料与方法1.1 材料麦麸:江苏产,为面粉厂生产过程中产生的剩余物料,经适当的预处理后用于酶水解.复合酶制剂:用里氏木霉(Trichoderma reesei )固体发酵而成,含纤维素酶(80U/g)、半纤维素酶(120U/g)等复合酶.纤维二糖酶由黑曲霉(Aspergillus niger )发酵制得.1.2 方法麦麸酶解:将麦麸用植物粉碎机(FZ102型,河北黄骅齐家务科学仪器厂)粉碎至16目以下,加入反应器中,在pH4 8和50 下酶水解一定时间后离心分离,经精制、灭菌得产品.糖的分析[4]:还原糖分析采用3,5 二硝基水杨酸法测定.葡萄糖采用葡萄糖氧化酶(GOD)试剂盒测定,木糖的测定采用苔黑酚比色法.测定流程如图1所示.麦麸预处理酶反应离心分离精制灭菌液体产品! ∀ 复合酶干燥固体产品图1 流程简图 21 第3卷第4期2003年南京师范大学学报(工程技术版)JOURNAL OF NANJI NG NORMAL UNI VERSI TY(E NGI NEERI NG AND TEC HNOLOGY)Vol.3No.420032 产品成分与指标表1 低聚糖液体产品指标总糖中低聚糖含量#75%总糖中单糖(木糖与葡萄糖)含量∃15%低聚糖聚合度(DP)2~10产品为黄褐色液体,具有小麦麸皮的微香味,固态产品为黄褐色粉末.在前人的研究中,有采用稀酸或稀碱蒸煮玉米芯溶出木聚糖,然后加酶水解制取低聚糖的方法.在加酶量为6U/g 底物时,所得产品组成中各种糖量为:木糖与葡萄糖为18 3%,阿拉伯糖7 7%,木二糖54 2%,木三糖19 8%,总低聚木糖量为74%[5].因为木聚糖的分离要花费一定的成本,本工作采用不分离木聚糖的方法,用含半纤维素酶(木聚糖酶)和纤维素酶的混合酶制剂对物料中的半纤维素和纤维素同时进行酶水解,简化了工序.产品的安全性:原料麦麸已经用于生产食用纤维,原料中的纤维素、半纤维素与少量的木质素均是膳食纤维中的成分,因此在加工中这些成分可以作为产品的一部分.3 结果与讨论从原料成本而言,淀粉原料的市场价比麦麸高,因此以麦麸为原料的低聚糖生产工艺与以淀粉为原料的工艺具有成本优势.图2 纤维素酶对纤维素的协同降解示意图麦麸中的主要成份是半纤维素和纤维素,另外还含有木质素、淀粉、粗蛋白等.一般认为,纤维素的酶水解过程为协同降解方式[6].在协同降解过程中,首先由Cx 酶在纤维素聚合物的内部起作用,在纤维素的非结晶部分进行切割,产生新的末端;然后再由C 1酶以纤维二糖为单位由末端进行水解,最后由纤维二糖酶将纤维二糖水解为葡萄糖(如图2所示).图3 物料酶水解过程中还糖量的变化从图2可见,纤维素由内切型葡萄糖酶(exe 1,4 glucanse )又称Cx 酶,将初始的长链纤维素分解为短链纤维素,然后由外切型葡萄糖酶(endo 1,4 glucanse )C 1作用于短链纤维,生成纤维二糖.纤维二糖酶( 1,4 glucosidase )又称CB 酶,将纤维二糖分解成二个葡萄糖[7].因此,只要将纤维二糖酶的活性降低至一定程度,就能让酶解停留在生成低聚糖阶段,从而适用于低聚糖的生产.与高成本的柱层析法除去纤维二糖酶生产低聚糖的方法相比,可大幅度地降低成本.以淀粉类原料生产的低聚糖因为其糖苷键是 键型,不如纤维低聚糖的 键型稳定,且人体无分解纤维低聚糖的 1,4键的酶存在,纤维低聚糖能直接进入大肠作为双歧因子,作为保健食品更能体现低热值、高效能的优点.实验中所用的酶是一种含半纤维素酶、纤维素酶等多种成分的复合酶,其中半纤维素酶对半纤维素的酶水解产物为低聚木糖,双糖中的木二糖可被木二糖酶进一步水解为木糖;纤维素酶对纤维素水解的产物为纤维低聚糖,双糖中的纤维二糖可被酶系中的 葡糖苷酶(又称纤维二糖酶)水解为葡萄糖.为探讨复合酶对麦麸水解过程中还原糖的变化规律,实验过程中采用添加由黑曲霉产的纤维二糖酶对麦麸进行酶解,24h 酶解过程中还原糖的变化曲线如图3所示.由图3可见,在一定的时间 22 南京师范大学学报(工程技术版) 第3卷第4期(2003年)内,随着酶解时间的延长,还原糖是不断增加的,最终低聚糖能被完全水解为葡萄糖、木糖等单糖(见表2).而作为低聚糖产品的制备,希望能减少产品中单糖的含量,因此在生产中,可以通过适当的工艺(如调整酶水解时间与加酶量)控制产品中的单糖含量,提高产品质量,降低材料消耗与加工成本.表2 麸皮在完全水解后酶解液中糖的比例/%葡萄糖木糖其他糖49 817 233 0 注:酶水解时间48h,50 ,pH4 8,酶用量10IU/g 底物由表2可见,实验中所用复合酶能将物料中的主要成分有效地分解,酶解体系中纤维二糖酶和木二糖酶充足时,生成的低聚糖将进一步分解成单糖.而为了使酶解产物符合低聚糖生产的要求,可以控制酶系中纤维二糖酶、木二糖酶的含量和控制酶解时间,以使酶解过程停留在所需要的阶段.本工作所用的由里氏木霉所产的酶系中,纤维二糖酶相对较少,有利于减少葡萄糖单糖的形成.4 结论用麦麸为原料进行酶解,经适当的工艺可制得低聚糖产品.本工作用自制的低成本复合酶可将麦麸中的主要成份进行酶解,充分利用原料.由于所用复合酶制剂中限制了纤维二糖酶的活性,故酶解可停留在低聚糖的积累阶段,减少了分离纤维二糖酶等的成本.结果表明,酶法从麦麸制备低聚糖的工艺简单,对设备要求低;所得产物中含有大量的低聚糖和少量单糖,可有效地提高原料的附加值.采用自制复合酶成本低廉,调整酶系组成和酶解时间以符合工艺要求,为麦麸的综合利用和低聚糖保健品的低成本生产提供了有效途径.[参考文献][1]曹劲松,王晓琴,彭志英.微生物酶法合成低聚糖的问题与策略[J].食品与发酵工业,1999,25(4):11~15.[2]胡学智.功能性低聚糖及其制造概要[J].工业微生物,1997,(1):30~39.[3]Chen g B parative effect of dietary wheat bran and its morphorlogical components on volatile fatty acid concentrati on in the rat[J].British Journal Nutrition,1987,57:69~72.[4]郑建仙.功能性食品[M].北京:中国轻工业出版社,2000.[5]尤新.我国低聚糖生产工艺研究进展[J].食品工业科技,2002,23(4):4~7.[6]段金柱,曹淡君.玉米秸粉作碳源固体发酵生产纤维素酶的研究[J].饲料博览,2000,(2):4~6.[7]Gunnar Henriksson,Gunnar Johansson,Goran Pettersson.A cri tical review of cellobiose dehydrogenases[J].Journal of Bi otechnology,2000,78:93~113.Enzymatic hydrolyzed preparation ligosaccharides usingwheat bran as raw materialChen Yuru ,Chen Zhifang ,Liu Yuan(College of Life Science,Nanjing Normal Universi ty,210097,Nanji ng,PRC)Abstract :Preparation of functional oligosaccharides using enzyme as catalyst have been shown to be a new research field.In this paper,oli gosaccharides preparation methods using wheat bran residues as raw material and enzyme come from Trichoderma reesei as biocatalyst were studied.The composi tion of wheat bran such as cellulose and hemicellulose were hydrolyzed by cellulase and xylanase of complex enzyme respectively.The enzyme hydrolysis reaction was carried out at about the room temperature and atmospheric pressure.As com plex enzyme and low price raw material were used,the enzyme hydrolysis process was simpler and more effective,showing a promising potential for develop ment and application.Key words :oligosaccharides,wheat bran,complex enzyme,enzymatic hydrolysis[责任编辑:刘健] 23 陈育如,等:酶法水解麦麸制取功能性低聚糖。

不同预处理方法对制备小麦麸皮低聚木糖的影响
陈凤莲;方桂珍
【期刊名称】《发酵科技通讯》
【年(卷),期】2013(042)001
【摘要】以提高低聚木糖得率为目的,分别采用了超声波、微波和酸解三种方法对小麦麸皮木聚糖粗提物进行预处理,再利用木聚糖酶对其进行酶解.三种方法中以超声波法效果最好,所得酶解产物中主要成分为木二糖,其含量为67.70％,除此之外木三糖含量为4.74％,低聚木糖含量为82.44％.
【总页数】4页(P11-14)
【作者】陈凤莲;方桂珍
【作者单位】哈尔滨商业大学食品工程学院黑龙江省普通高等学校食品科学与工程重点实验室黑龙江哈尔滨1500762;东北林业大学黑龙江哈尔滨 150046
【正文语种】中文
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1.利用木聚糖酶酶解小麦麸皮制备低聚木糖工艺参数的研究 [J], 王立东;张丽萍
2.微波-酶法处理小麦麸皮制备低聚木糖的工艺研究 [J], 占立明;郑睿行;张旭
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4.微波处理对小麦麸皮酶法制取低聚木糖的影响 [J], 吕晓晶;韩玉洁
5.超声-酶法水解小麦麸皮制备低聚木糖的研究 [J], 张媛;冯新月;常思源;曹亮
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小麦麸皮酶法制备低聚糖可行性的探讨
曾凡忠
【期刊名称】《《粮食与饲料工业》》
【年(卷),期】2000(000)005
【摘要】小麦麸皮低聚糖是一种功能性低聚糖,具有多种生理功能,广泛用于食品、医药、饲料等行业中。

【总页数】2页(P38-39)
【作者】曾凡忠
【作者单位】湖南冷水滩面粉厂 425000
【正文语种】中文
【中图分类】TS202
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1.微波-酶法处理小麦麸皮制备低聚木糖的工艺研究 [J], 占立明;郑睿行;张旭
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不同生物酶法制造低聚果糖及其在营养中的应用低聚果糖是一种具有多种益处的功能性低聚糖，它可以通过一种特殊的生物酶法制备而成。

本文将介绍低聚果糖的制备方法、其在营养中的应用以及该领域的未来发展趋势。

一、低聚果糖的制备方法制备低聚果糖的方法有很多种，其中最常用的是通过一种特殊的生物酶法制备。

这种方法主要是通过酶的催化作用，将蔗糖等多糖分解为低聚糖，其中最主要的产物是低聚果糖。

低聚果糖的制备主要分为两个步骤：首先是将多糖分解为低聚糖，然后是将低聚糖分离和提纯。

在多糖分解的过程中一般使用果糖转移酶或转麦芽糖酶等酶类来催化反应。

这些酶能够将多糖分解为低聚糖，其中产生的低聚果糖具有较高的含量和较好的品质。

在低聚糖分离和提纯的过程中，主要是采用吸附树脂法或柱层析法等方法。

这些方法可以将低聚糖分离出来，并进行提纯，从而得到纯度较高的低聚果糖。

二、低聚果糖在营养中的应用低聚果糖具有多种功能性，因此在营养中被广泛应用。

以下是低聚果糖在营养中的应用：1、对肠道有保护作用低聚果糖可以增加肠道有益菌的数量，促进有益菌生长和代谢活动，从而抑制有害细菌生长和繁殖，对肠道有保护作用。

2、减缓肠胃道的吸收速度低聚果糖可以减缓肠胃道的吸收速度，从而使血糖缓慢上升，降低血糖峰值，对于糖尿病等疾病患者具有较好的效果。

3、增强免疫力低聚果糖可以促进肠道黏膜细胞的生长和发育，增强免疫力，对于预防疾病和增强体质具有显著的效果。

4、改善口感和营养价值低聚果糖具有甜味，可以增强产品的口感，并且不会导致牙齿腐烂。

同时，低聚果糖还具有低能量、低热值的特点，对于控制体重和改善营养价值具有较好的效果。

三、未来发展趋势低聚果糖作为一种功能性低聚糖，在未来的发展中具有广阔的前景。

其中，最值得关注的是低聚果糖与益生菌的联合应用。

这种联合应用能够产生较好的协同作用，从而增强其保健功能，对于改善人体健康具有更好的效果。

除此之外，低聚果糖还可以应用于保健食品、婴幼儿配方食品、农产品等领域，具有广泛的应用前景。