麦芽中β-淀粉酶的提取、纯化及应用研究

摘要

植物中提取的β-淀粉酶具有酶活力高，耐热性好，作用pH范围广等特点。本文对来源于大麦的β-粉酶不但进行了提取、纯化及酶学性质研究，还对其应用效果进行了研究。
　　 通过实验比较大麦发芽前后β-淀粉酶活力变化及影响麦芽β-淀粉酶提取主要因素。在单因素试验基础上，采用Box-Behnken设计中的五因素三水平的响应曲面分析法，建立了麦芽中β-淀粉酶提取的二次多项数学模型，考察了各因素对β-淀粉酶提取的影响。结果表明，大麦发芽第三天β-淀粉酶活力最大；β-淀粉酶提取优化工艺条件为:料液比1:17、温度44℃、缓冲液pH6.4、提取时间2.3 h，还原剂用量1.64 g/L；在此工艺条件下，每g绝干麦芽提取得到的β-淀粉酶活力为1230.22 U/g绝干麦芽。
　　 麦芽β-淀粉酶粗酶液经过硫酸铵分级沉淀、DEAE-650M交换和凝胶过滤HW-55F层析，纯化倍数为21.8倍，回收率为41.1%，最终比活力达1462.7 U/mg。SDS-PAGE鉴定表明纯化后的β-淀粉酶酶为一单一条带，分子量大小约为60 kDa。纯化后β-淀粉酶酶的最适pH值为5.5，在pH4.5-6.5范围内，较为稳定；最适温度为50℃，40-60℃范围内较稳定，70℃保温1 h酶活仅剩6%。10 mmol/L的Mg2+、Ca2+、Zn2+等对酶活有一定的激活作用，Mn2+、Cu2+、Fe2+等对酶活有一定的抑制作用，而Na+、K+、NH4+等离子对酶活影响不大。麦芽中提取的β-淀粉酶热稳定性和pH用范围要优于来源于微生物中的。
　　 以马铃薯淀粉为原料，用耐高温α-淀粉酶进行液化，以自制β-淀粉酶与普鲁兰酶糖化制取高麦芽糖浆，确定最佳液化和糖化工艺条件为:淀粉溶液质量分数为40%，pH6.3，耐高温α-淀粉酶为10.2 U/g淀粉，液化时间为10min，液化温度为98℃，调节糖化液pH5.5，糖化温度50℃，糖化时间48h，β-淀粉酶与普鲁兰酶分别添加455.67 U/g淀粉和0.864 PUN/g淀粉。在此条件下，糖化液中麦芽糖含量为68.37%，符合高麦芽糖浆的生产要求，说明自制麦芽β-淀粉酶能够应用于生产。添加相同的酶量，使用麦芽β-淀粉酶较大豆β-淀粉酶，特别是较微生物β-淀粉酶生产的麦芽糖浆中麦芽糖含量高，即微生物β-淀粉酶不利较高温度的糖化应用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 β-淀粉酶的来源

1.1.2 β-淀粉酶的酶学性质

1.1.3 β-淀粉酶的应用

1.1.4 β-淀粉酶研究进展

1.2 立题依据及意义

1.3 本论文的主要研究内容

第二章 响应曲面法优化麦芽中β-淀粉酶提取工艺的研究

2.1 引言

2.2 材料与方法

2.2.1 材料与试剂

2.2.2 仪器与设备

2.2.3 实验方法

2.2.4 分析方法

2.3 结果与讨论

2.3.1 大麦不同发芽时间对β-淀粉酶活力的影响

2.3.2 提取条件对β-淀粉酶活力的影响

2.3.3 采用响应曲面法优化β-淀粉酶提取工艺

2.4 本章小结

第三章 麦芽β-淀粉酶的分离纯化及酶学性质研究

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.2.1 材料与试剂

3.2.2 仪器与设备

3.2.3 测定方法

3.2.4 主要试验方法

3.3 结果与讨论

3.3.1 酶的分离纯化

3.3.2 酶学性质

3.4 主要结论

第四章 麦芽β-淀粉酶在生产高麦芽糖浆中的应用

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.2.1 材料与试剂

4.2.2 仪器与设备

4.2.3 试验方法

4.2.4 操作要点

4.2.5 测定方法

4.3 结果与讨论

4.3.1 液化试验

4.3.2 糖化试验

4.3.3 验证试验

4.3.4 比较试验

4.4 主要结论

主要结论与展望

主要结论

展望

致 谢

参考文献

附录： 作者在攻读硕士学位期间发表的论文