菊粉的制备及壳聚糖柔性固定化菊粉酶酶解菊粉的研究
本论文研究了菊芋中多酚氧化酶(PPO)的酶学性质、新鲜菊芋的预处理、菊粉的微波技术辅助提取、菊粉的精制、超滤膜分离技术分级纯化菊粉、菊粉酶的壳聚糖柔性固定化、固定化菊粉酶酶学性质以及固定化菊粉酶连续酶解菊粉。 采用0.1mol/L柠檬酸缓冲溶液匀浆法从菊芋中提取多酚氧化酶(PPO)，并对菊芋中多酚氧化酶的酶学特性进行了研究。实验结果表明，以邻苯二酚为底物，该酶的最适pH值为7．4，最适温度为20℃，Km值为11.11mmol/L，Vm值为0.536 OD<,415>/min，90℃热处理2min可完全钝化PPO的活性，0.40g/L的抗坏血酸、0.520g/L的亚硫酸氢钠能有效抑制PPO的酶活性。 通过均匀设计实验优化新鲜菊芋预处理工艺，得到最佳工艺条件为：在100℃条件下烫漂10min，再在50℃干制7h。 采用微波辅助提取工艺可有效提取菊芋中的菊粉，通过正交实验得到微波辅助提取菊粉的最佳工艺条件是：菊芋干片与水固液比1：18，功率400w，微波作用270s，在95℃条件下提取40min，菊粉提取率高达99％。 菊粉粗提液依次经过石灰乳-磷酸法、阴离子交换树脂、阳离子交换树脂处理后，得到菊粉精制溶液，其菊粉含量由原来的3.44g/100mL降低到2.94 g/100mL，透射比由原来的0.6上升到96.1，菊粉保存率为85.46％，溶液得到澄清以及部分纯化。 通过对菊粉精制溶液进行三级超滤膜处理，得到菊粉的分子量分布情况：分子量大于10KDa的质量占25.3％，分子量在5KDa和10KDa之间的质量占10.7％，分子量在3KDa和5KDa之间的质量占11.2％，分子量少于3KDa的质量占31.6％。菊粉经膜处理后的总回收率为78.8％。3KDa膜浓缩液经乙醇沉淀低温干燥后的菊粉纯度为76.74％，远远大于国产菊粉的纯度，比进口菊粉的纯度(86.19％)仅低10％。 采用壳聚糖载体柔性固定化的方法，实现了对菊粉酶的固定化；在双醛淀粉(DAS)的理论氧化度为1、加酶量为0.5 mL、固定化温度为15℃、pH5.8的磷酸缓冲液条件下，固定化24h，所得到的固定化菊粉酶酶活回收率高达95％以上。 测得固定化菊粉酶最适反应温度为60℃、最适反应pH为4.6、Km值为1.95μol/mL、Vm值为2.12μmol/min、I/S比值为1.04。固定化菊粉酶具有较好的温度稳定性和很好的pH稳定性。 在固定化菊粉酶连续酶解菊粉的试验中，随着底物流速的增大，同一底物浓度下的底物降解率逐渐减少，而反应器的定容产率逐渐增大；随着底物浓度的增大，同一流速下的底物降解率逐渐下降，而定容产率逐渐上升。考虑到菊粉的溶解度及生产效率，实际生产宜采用10％菊粉浓度。操作稳定性是衡量固定化酶实用价值的主要指标。通过计算，得到固定化菊粉酶的衰减系数K<,d>=0.01521，操作半衰期t<,1/2>=45d。
- 作者：
- 胡秀沂
- 学位授予单位：
- 贵州大学
- 专业名称：
- 食品科学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2007年
- 导师姓名：
- 邱树毅；王慧
- 中图分类号：
- TS255.1
- 关键词：
- 菊芋；菊粉；微波辅助提取；超滤膜分离；柔性固定化；固定化菊粉酶；多酚氧化酶
- Helianthus tuberosus L.；inulin；Microwave-Assisted Extraction；ultrafiltration membrane technique；flexible immobilazation；immobilized inulinase