木聚糖的高溫酸降解與酶降解.pdf

1、植物纖維原料是地球上貯量最豐富的可再生資源,但長(zhǎng)期沒有得到充分利用.該論文以自植物纖維原料中提取的木聚糖作為產(chǎn)酶的碳源,研究了木聚糖酶合成的影響因素,并且合成了低CMC酶活木聚糖酶.另外為了解決功能性低聚木糖產(chǎn)品生產(chǎn)中木聚糖利用率低的問題,該論文利用加入稀醋酸在高溫下處理酶解渣,使其中木聚糖有效降解.研究結(jié)果表明,碳源類型和濃度影響木聚糖酶的活力和產(chǎn)率.利用農(nóng)林廢棄物自制粗木聚糖和酶解渣產(chǎn)酶,木聚糖酶活分別可達(dá)81.25IU/ml和53

2、.16IU/ml.以自制粗木聚糖為碳源,較適宜的碳源濃度為10g/L左右,此時(shí)木聚糖酶得率達(dá)到最大值(15184IU/g木聚糖).混合氮源產(chǎn)酶普遍好于單一氮源,其中硫酸銨、尿素和蛋白胨以一定比例混合產(chǎn)酶,木聚糖酶活可達(dá)173.52IU/ml.另外碳氮比是影響木聚糖酶合成的重要因素,當(dāng)C/N達(dá)到7.0~8.0時(shí),能有效抑制纖維素酶的產(chǎn)生.以自制粗木聚糖為碳源,氮源為硫酸銨、尿素和蛋白胨混合,維持C/N在7.0,通過對(duì)培養(yǎng)條件的綜合調(diào)控,提

3、高初始pH值為6.0,采用變溫培養(yǎng)(35℃~36℃/25℃~26℃)可以選擇性合成低(無)纖維素酶活的木聚糖酶(木聚糖酶活和CMC酶活最大比值為1314).酶解渣高溫處理時(shí),加入醋酸可以有效促進(jìn)木聚糖的降解,提高低聚木糖得率.較為適宜的酶解渣高溫酸降解條件如下:處理溫度為170℃,處理時(shí)間為30min,醋酸濃度為0.3％~0.5％.糖濃為67.4g/L的酶解渣經(jīng)此條件處理后,平均聚合度下降,在1.80~1.62之間變化,低聚木糖得率可達(dá)

4、3 6.2％~38.1％,高于不加酸時(shí)26.6％的得率,木聚糖殘留率為53.9％~52.8％,低于不加酸時(shí)木聚糖殘留率62.2％,木聚糖損失率為9.9％~9.1％,同樣也低于不加酸時(shí)10.6％的損失率.同時(shí)由HPLC圖譜分析看出,此時(shí)上清液中木聚糖有很大程度降解,總低聚糖得率約為40％,聚合度2~6的各種低聚糖得率較為平均,與木糖含量也大致相近,均為8％左右,成分分布較為合理.經(jīng)最佳條件高溫酸降解的酶解渣再次酶解后,平均聚合度進(jìn)一步降低

5、為1.3左右,由HPLC圖譜看出,上清液中聚合度較高的木聚糖含量減少,聚合度在10左右的木聚糖幾乎全部被酶解,同時(shí)聚合度在2~6的低聚糖含量,也由酶解前的30.5％~37.5％降低為26.6％~29.9％,并且低聚糖種類減少,主要為木二糖和木三糖,而木糖含量卻由酶解前的8.2％~9.6％顯著增加到28.2％~36.1％.由試驗(yàn)結(jié)果可看出,高溫酸降解不僅使酶解渣中的木聚糖有效降解,有利于提高低聚木糖得率,同時(shí)其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而有利于酶進(jìn)