α-淀粉酶酶解麩皮的研究-1.

1、武漢長江工商學(xué)院酶工程技術(shù)論文院： 工學(xué)院 專業(yè)： 生物工程 年級(jí)： 10級(jí) 題目: -淀粉酶酶解麩皮的研究 學(xué)生： 羅忠 學(xué)號(hào)： 10411 指導(dǎo)教師： 魏艷芬 職稱: 實(shí)驗(yàn)師 2013年 5 月 30 日目 錄摘 要1關(guān)鍵詞1Abstract1Key words1前言21 材料與儀器21.1 實(shí)驗(yàn)主要材料和試劑21.2 主要儀器22 實(shí)驗(yàn)方法32.1 主要試劑的配制32.2 實(shí)驗(yàn)方法32.2.1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備32.2.2 -淀粉酶酶解小麥麩皮產(chǎn)物提取33 實(shí)驗(yàn)結(jié)果33.1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線33.2 單因素實(shí)驗(yàn)43.2.1 料液比對(duì)小麥麩皮酶解的影響43.2.2 酶加入量對(duì)小麥麩皮酶解

2、的影響43.2.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)小麥麩皮酶解的影響53.2.4 反應(yīng)溫度對(duì)小麥麩皮酶解的影響64 小結(jié)與討論6參考文獻(xiàn)8-淀粉酶酶解麩皮的研究摘 要：用-淀粉酶酶解小麥麩皮中的淀粉，以酶解后還原糖含量為考察指標(biāo)，研究酶解反應(yīng)過程中加水量、加酶量、反應(yīng)時(shí)間以及反應(yīng)溫度四個(gè)因素對(duì)酶解效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：中溫-淀粉酶酶解小麥麩皮淀粉較好工藝條件為：在料水比為1:10，加酶量0.008 g/mL，反應(yīng)時(shí)間40 min，反應(yīng)溫度為60。在此條件下，酶解后還原糖的含量為9.717 mg/g。關(guān)鍵詞：小麥麩皮；還原糖；-淀粉酶。-Amylases amylase enzyme solution rese

3、arch of bran Abstract：Wheat bran with -Amylases enzymes of starch, with digestion after reducing sugar content as test index, the amount of added water, added enzyme enzymolysis reaction process, reaction time and reaction temperature effects of four factors on the enzymatic hydrolysis. Experimental

4、 results show that the medium temperature of alpha amylase enzyme Wheat bran starch has good technological conditions as follows: in the ratio of 1:10 of material to water, plus the amount of enzyme is 0.008 g/mL, 40 min reaction time, reaction temperature was 60 , in this condition, the enzyme solu

5、tion after the content of reducing sugar was 9.717 mg/g. Key words：Wheat bran；reducing sugar；-Amylases.前言小麥麩皮作為面粉加工副產(chǎn)品。含有豐富的碳水化合物、蛋白質(zhì)、維生素E和酚類化合物等【1】。具有營養(yǎng)豐富，價(jià)格優(yōu)廉等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在越來越受到人們重視。過去麩皮麩皮主要是用作飼料，經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高。實(shí)際上，麩皮可進(jìn)行多層次的開發(fā)利用，深加工潛力大、門路多。而今對(duì)小麥麩皮精深加工與利用方面日漸增多，一小麥麩皮為原料制備膳食纖維文獻(xiàn)層出不窮，其在工藝等方面研究也日臻完善【2-3】。由于小麥麩皮成分復(fù)雜，在

6、高溫處理過程中會(huì)發(fā)生很復(fù)雜的變化。而很難準(zhǔn)確控制。例如，小麥麩皮中的還原糖與蛋白質(zhì)會(huì)在加熱條件下發(fā)生劇烈的美拉德反應(yīng)【4-5】，使蛋白質(zhì)和還原糖的含量降低，進(jìn)而是測(cè)定值比實(shí)際值小。此外，小麥麩皮中的酚類化合物在熱處理過程中褐變的速度很快，會(huì)在很短是時(shí)間內(nèi)使體系顏色加深，影響到最終質(zhì)量，所以采用常規(guī)的高溫水解方法控制小麥麩皮淀粉水解度是極為不準(zhǔn)確的【6】。中溫-淀粉酶的酶解工藝條件具有條件溫和、經(jīng)濟(jì)高效、設(shè)備簡(jiǎn)單、副反應(yīng)較少等優(yōu)點(diǎn)【7-8】。因此，本實(shí)驗(yàn)對(duì)小麥麩皮水溶液體系在加熱處理中還原糖含量變化初步研究，以此為依據(jù)選擇適宜的水解工藝條件，為麩皮的基礎(chǔ)研究和深加工提供一定的理論依據(jù)【9-10】

7、。1 材料與儀器1.1 實(shí)驗(yàn)主要材料和試劑-淀粉酶；小麥麩皮，市售；葡萄糖，分析純，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司（原四通化工廠）；氫氧化鈉，分析純，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司（原四通化工廠）；酒石酸甲鈉，分析純，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司（原四通化工廠）；3,5-二硝基水楊酸，化學(xué)純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。1.2 主要儀器臺(tái)式多管自動(dòng)平衡離心機(jī)，TDZ5-WS，中國長沙；新一佳HH-2 恒溫水浴鍋，金壇市宏華儀器廠；電子天平，YP202N，上海精密科學(xué)儀器有限公司；722E型可見分光光度計(jì)，上海光譜儀器有限公司；萬用電爐，北京市永光明醫(yī)療儀器廠；電冰箱，美的集團(tuán)電冰箱制造有限公司。具塞刻度管

8、，離心管，燒杯、容量瓶、玻璃棒、錐形瓶、稱量紙、標(biāo)簽、量筒、試管架等。2 實(shí)驗(yàn)方法2.1 主要試劑的配制標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液(1 mg/mL)的配制:精確稱取100 mg葡萄糖，在蒸餾水中攪拌溶解后，定容至100 mL容量瓶中。氫氧化鈉溶液（2 mol/L）的配制：精確稱取20 g氫氧化鈉，在蒸餾水中攪拌溶解后，定容至250 mL容量瓶中。3,5-二硝基水楊酸試劑的配制：精確稱取3,5-二硝基水楊酸10 g，使其溶解于200 mL 2 mol/L NaOH溶液中，加入500 mL蒸餾水，再加入300 g酒石酸鉀鈉，待溶解后用蒸餾水定容至1000 mL。旋緊瓶蓋，勿使CO2進(jìn)入。若溶液渾濁可過濾后使用

9、。置于冰箱中保存。2.2 實(shí)驗(yàn)方法2.2.1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備取7支干凈的具塞刻度試管，編號(hào)，按表2-1加入試劑，搖勻，置沸水浴中煮沸5 min。取出后流水冷卻，加蒸餾水定容至25 mL。以1號(hào)管作為空白調(diào)零點(diǎn)，在540 nm波長下比色測(cè)定。以葡萄糖含量（mg）為橫坐標(biāo)，吸光度（A）為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得出回歸方程和R2值。 表2-1試劑加入量試管號(hào)1234567葡萄糖（mL）00.20.40.81.21.62.0蒸餾水（mL）2.01.81.61.20.80.40葡萄糖含量（mg）00.20.40.81.21.62.03,5-二硝基水楊酸（mL）22222222.2.2 -淀粉酶酶解小

10、麥麩皮產(chǎn)物提取將蒸餾水加入到裝有5.0 g麥麩的錐形瓶中，采用不同的配料比，在沸水浴中煮15 min，然后加入適量-淀粉酶，在恒溫水浴中攪拌。酶解一定時(shí)間后，在沸水浴中煮沸5 min滅酶，4000r/min離心5min，取上清液定容至100 mL。定容后取0.5 mL樣品，1.5 mL蒸餾水，其余同葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線制備的步驟，測(cè)吸光度，計(jì)算還原糖含量。3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線按照葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備方法，進(jìn)行葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備。以葡萄糖含量（mg）為橫坐標(biāo)，吸光度（A）為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線如下圖1所示，并得出回歸方程和R2值。表3-1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)葡萄糖含量（mg/g）0

11、0.20.40.81.21.62.0吸光度（A）00.0430.0980.1840.2990.3990.507圖3-1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線3.2 單因素實(shí)驗(yàn)3.2.1 料液比對(duì)小麥麩皮酶解的影響 準(zhǔn)確稱取5.0 g麩皮，分別按1：5；1：10；1:15；1:20料液比煮沸15 min，然后加入的酶量為0.008 g/mL，溫度為60 時(shí)，酶解時(shí)間為40 min，考察料液比對(duì)酶解效果的影響，結(jié)果見圖3-2。由圖3-2可知，隨著料水比中水的比例增大，還原糖的含量也逐步增高。當(dāng)料水比為1:10時(shí)，還原糖含量基本能達(dá)到較高的值。料水比中水的比例繼續(xù)增大對(duì)還原糖含量的提高沒有較大的影響，所以本實(shí)驗(yàn)的料水比固

12、定在1:10。表3-2 不同料液比下還原糖含量料液比1:51:101:151:20吸光度（A）0.2040.5470.5670.587還原糖含量（mg/g）3.3128.7109.0249.339圖3-2 料液比對(duì)酶解的影響3.2.2 酶加入量對(duì)小麥麩皮酶解的影響準(zhǔn)確稱取5.0 g麩皮，按料液比1:10煮沸15 min，分別采用酶加入量為0.002 g/mL；0.004 g/mL；0.006 g/mL；0.008 g/mL；0.010 g/mL，在溫度為60 ，酶解時(shí)間為40 min，考察酶加入量對(duì)酶解效果的影響，結(jié)果見圖3-3。由圖3-3可知，在酶加入量較小的時(shí)候，還原糖含量隨著酶加入量的增

13、加而明顯增加。此時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)，酶與底物結(jié)合機(jī)會(huì)增加，反應(yīng)最快。當(dāng)酶加入量增加到0.008 g/mL以后，還原糖含量隨酶加入量的增加變化較小。此時(shí)酶與底物結(jié)合達(dá)到最大，酶解效果最好，再加大酶的加入量，多余酶不能與底物結(jié)合。因此，本實(shí)驗(yàn)確定酶加入量為0.008 g/mL。表3-3 不同酶加入量下還原糖含量酶加入量（g/mL）0.002 0.0040.0060.0080.010吸光度（A）0.1560.3110.4280.5120.522還原糖含量（mg/g）2.5574.9966.8378.1598.316圖3-3 酶加入量對(duì)酶解的影響3.2.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)小麥麩皮酶解的影響準(zhǔn)確稱取5.0 g麩

14、皮，按料液比1:10煮沸15 min，然后加入的酶量為0.008 g/mL，溫度為60 時(shí)，反應(yīng)時(shí)間分別為20 min；30 min；40 min；50 min；60 min?？疾旆磻?yīng)時(shí)間對(duì)酶解效果的影響。結(jié)果見圖3-4。由圖3-4可知，在40 min以前，還原糖含量逐漸增加，超過40 min后，趨于平穩(wěn)。當(dāng)時(shí)間過短時(shí)，酶解反應(yīng)不充分，還原糖含量低；在一定體系內(nèi)，酶解時(shí)間過長也不能增加還原糖含量。因此，采取酶解時(shí)間為40 min為宜。表3-4 不同反應(yīng)時(shí)間下還原糖含量反應(yīng)時(shí)間（min）2030405060吸光度（A）0.2860.3980.4610.4650.472還原糖含量（mg/g）4.6

15、036.3657.3567.4197.530圖3-4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)酶解的影響3.2.4 反應(yīng)溫度對(duì)小麥麩皮酶解的影響準(zhǔn)確稱取5.0 g麩皮，按料液比1:10煮沸15 min，然后加入的酶量為0.008 g/mL，反應(yīng)時(shí)間為40 min條件下分別在40；50 ；60 ；70 ；80 進(jìn)行酶解，考察溫度對(duì)酶解效果的影響，結(jié)果見圖3-5。由圖3-5可知，在60 以前，還原糖含量不斷增加，當(dāng)60 到80 ，還原糖含量減少。說明淀粉酶隨溫度升高，活性增強(qiáng)，但超過適宜的溫度，淀粉酶會(huì)失活。因此，選取溫度為60 為最適溫度。表3-5 不同溫度下還原糖含量反應(yīng)溫度（）4050607080吸光度（A）0.3500

16、.4530.6110.4700.445還原糖含量（mg/g）5.6107.2319.7177.4987.105圖3-5 反應(yīng)溫度對(duì)酶解的影響4 小結(jié)與討論本實(shí)驗(yàn)利用-淀粉酶酶解小麥麩皮中的淀粉，采用單因素實(shí)驗(yàn)研究了酶解工藝條件，料液比、加酶量、反應(yīng)時(shí)間以及反應(yīng)溫度是影響酶解的主要因素。料液比為1:10，加酶量為0.008 g/mL，反應(yīng)時(shí)間為40 min，反應(yīng)溫度為60 時(shí)酶解后還原糖含量最高。本實(shí)驗(yàn)旨在進(jìn)行單因素對(duì)酶解效果的影響，如果條件允許，建議通過正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多因素綜合考察，以得到其最佳的提取工藝，為生產(chǎn)研究提供必要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。參考文獻(xiàn)1 蔣恒津.淺談小麥麩皮營養(yǎng)J.天津糧油科技，1995（1）：6-9.2 漢學(xué)，張錦麗.麥麩膳食纖維的擠壓改性及其在面包中的應(yīng)用研究J.糧食與飼料工業(yè)， 2003（5）：36-38.3 趙林果，徐世袁.多輪定向酶解木聚糖制備低聚木糖的研究J.林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè)，2000（3）:75-79.4 鄭少華，許旭.美拉德反應(yīng)產(chǎn)物研究進(jìn)展J.化學(xué)進(jìn)展，2005（17）122-129.5 吳少雄，李琳.溫度對(duì)美拉德反應(yīng)的研究J.食品科學(xué)，2005（7）：63-66.6 陳鳳蓮，-淀粉酶對(duì)小麥麩皮中淀粉的酶解作用J.食品