酶法降解甘蔗渣制備低聚木糖

王哲 李思淇 宋云云 鐘穎燁 范惠心

摘 ?要：本實驗探究了加酶量、底物濃度、酶解溫度、酶解時間進行單因素試驗。在單因素試驗的基礎上，通過正交試驗得到酶法制備低聚木糖的優化酶解條件為：加酶量0.8%，底物濃度8%，酶解溫度50℃，酶解時間6 h。試驗所得到的酶法降解甘蔗渣制備低聚木糖具有實際應用價值。

關鍵詞：蔗渣;低聚木糖;酶解

低聚木糖是由β-1， 4糖苷鍵連接的2-7個木糖亞單元組成，有著獨特的功能[1-2]。作為治療腸胃病的藥物，促進雙歧桿菌的增加，可明顯改善免疫功能[4]。試驗的開展選用變廢為寶的甘蔗渣為原料，經過酶法降解來制備有多重功效的低聚木糖，為食品工業的發展提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

蔗渣：以廣西糖廠制糖副產物蔗渣為原料，經干燥粉碎后裝入密封袋中，放在陰涼干燥處以備用。恒溫水浴鍋;冷凍離心機;恒溫震蕩培養箱;旋轉蒸發儀;超純水儀等。

1.2 單因素試驗方法

加酶量：配制底物濃度8%的木聚糖溶液，加酶量0.6%、0.8%、1.0%，溫度50℃，反應6 h，計算低聚木糖得率。底物濃度：配制不同底物濃度為8%、12%、16%的木聚糖溶液，加酶量0.8%，溫度50℃，反應6 h，計算低聚木糖得率。酶解溫度：配制底物濃度為8%的木聚糖溶液，加酶量0.8%，溫度為45℃、50℃、 55℃，反應6 h，計算低聚木糖得率。酶解時間：配制底物濃度為8%的木聚糖溶液，加酶量0.8%，溫度50℃，反應時間為2 h、4 h、6 h計算低聚木糖得率。

1.3 正交試驗方法

以單因素實驗為基礎，采用L9（34）正交試驗，其他的工藝條件保持不變，考察底物濃度、加酶量、酶解時間和酶解溫度四個因素對酶解的影響，對結果進行極差分析，最終確定酶法制備低聚木糖的最佳工藝參數。

2 結果與分析

2.1 單因素結果

單因素結果顯示，隨著加酶量的增多，低聚木糖得率迅速升高，加酶量為0.8%時，低聚木糖得率達到最大值39.8%;隨著底物濃度的增加，低聚木糖得率出現升高趨勢，在底物濃度為12%時低聚木糖得率達到最高峰值42.1%;低聚木糖得率隨著溫度升高而出現下降趨勢。當溫度為50℃時，低聚木糖得率呈現出最高峰值40.5%;低聚木糖得率隨著酶解時間升高而出現下降現象，酶解時間為4h時，低聚木糖得率出現最高峰39.8%。

2.5 正交試驗

甘蔗渣取材便捷，市場價格低廉，采用酶法降解甘蔗渣制備低聚木糖，實現了對原料的有效利用。由表5可知，加酶量、底物濃度、酶解溫度、酶解時間對低聚木糖制備過程有著不同程度的影響。根據極差R可以看出，因素A>因素 C>因素 B>因素 D，酶法降解甘蔗渣制備低聚木糖的最優組合為A2B1C2D3，即加酶量為0.8%，底物濃度為8%，酶解溫度為50℃，酶解時間為6 h。因此，由正交實驗得出最佳優化酶解條件：加酶量0.8%，底物濃度8%，酶解溫度50℃，酶解時間6h;低聚木糖得率43.5%。本實驗為工業化生產低聚木糖提供技術支持。

參考文獻

[1] 段永忠，高正卿，黃遵錫，何桂源，陳勇，唐湘華.甘蔗渣酶法制備低聚木糖的研究[J].甘蔗糖業，2010（03）：34-38.

[2] 陳遠文，張宇，林川，段丹，陳紹軍.低聚木糖理化性質及其應用研究進展[J].食品工業，2019，40（10）：245-248.

[3] 李妍，曹東旭，李寅初.酶法降解蔗渣制備低聚木糖酶解特性的研究[J].食品科技，2012，37（08）：176-180.

[4] 付亮，劉詩揚，徐方旭.西瓜和紫米復合酸奶的研制[J].沈陽師范大學學報（自然科學版），2015，33（02）：310-314.

項目：2021年大學生創新創業訓練計劃項目：甘蔗渣制備低聚木糖的工藝技術及其優化研究（編號：S202110166015）