酶法降解甘蔗渣制备低聚木糖

王哲 李思淇 宋云云 钟颖烨 范惠心

摘  要：本实验探究了加酶量、底物浓度、酶解温度、酶解时间进行单因素试验。在单因素试验的基础上，通过正交试验得到酶法制备低聚木糖的优化酶解条件为：加酶量0.8%，底物浓度8%，酶解温度50℃，酶解时间6 h。试验所得到的酶法降解甘蔗渣制备低聚木糖具有实际应用价值。

关键词：蔗渣;低聚木糖;酶解

低聚木糖是由β-1， 4糖苷键连接的2-7个木糖亚单元组成，有着独特的功能[1-2]。作为治疗肠胃病的药物，促进双歧杆菌的增加，可明显改善免疫功能[4]。试验的开展选用变废为宝的甘蔗渣为原料，经过酶法降解来制备有多重功效的低聚木糖，为食品工业的发展提供参考。

1 材料與方法

1.1 材料与仪器

蔗渣：以广西糖厂制糖副产物蔗渣为原料，经干燥粉碎后装入密封袋中，放在阴凉干燥处以备用。恒温水浴锅;冷冻离心机;恒温震荡培养箱;旋转蒸发仪;超纯水仪等。

1.2 单因素试验方法

加酶量：配制底物浓度8%的木聚糖溶液，加酶量0.6%、0.8%、1.0%，温度50℃，反应6 h，计算低聚木糖得率。底物浓度：配制不同底物浓度为8%、12%、16%的木聚糖溶液，加酶量0.8%，温度50℃，反应6 h，计算低聚木糖得率。酶解温度：配制底物浓度为8%的木聚糖溶液，加酶量0.8%，温度为45℃、50℃、 55℃，反应6 h，计算低聚木糖得率。酶解时间：配制底物浓度为8%的木聚糖溶液，加酶量0.8%，温度50℃，反应时间为2 h、4 h、6 h计算低聚木糖得率。

1.3 正交试验方法

以单因素实验为基础，采用L9（34）正交试验，其他的工艺条件保持不变，考察底物浓度、加酶量、酶解时间和酶解温度四个因素对酶解的影响，对结果进行极差分析，最终确定酶法制备低聚木糖的最佳工艺参数。

2 结果与分析

2.1 单因素结果

单因素结果显示，随着加酶量的增多，低聚木糖得率迅速升高，加酶量为0.8%时，低聚木糖得率达到最大值39.8%;随着底物浓度的增加，低聚木糖得率出现升高趋势，在底物浓度为12%时低聚木糖得率达到最高峰值42.1%;低聚木糖得率随着温度升高而出现下降趋势。当温度为50℃时，低聚木糖得率呈现出最高峰值40.5%;低聚木糖得率随着酶解时间升高而出现下降现象，酶解时间为4h时，低聚木糖得率出现最高峰39.8%。

2.5 正交试验

甘蔗渣取材便捷，市场价格低廉，采用酶法降解甘蔗渣制备低聚木糖，实现了对原料的有效利用。由表5可知，加酶量、底物浓度、酶解温度、酶解时间对低聚木糖制备过程有着不同程度的影响。根据极差R可以看出，因素A>因素 C>因素 B>因素 D，酶法降解甘蔗渣制备低聚木糖的最优组合为A2B1C2D3，即加酶量为0.8%，底物浓度为8%，酶解温度为50℃，酶解时间为6 h。因此，由正交实验得出最佳优化酶解条件：加酶量0.8%，底物浓度8%，酶解温度50℃，酶解时间6h;低聚木糖得率43.5%。本实验为工业化生产低聚木糖提供技术支持。

参考文献

[1] 段永忠，高正卿，黄遵锡，何桂源，陈勇，唐湘华.甘蔗渣酶法制备低聚木糖的研究[J].甘蔗糖业，2010（03）：34-38.

[2] 陈远文，张宇，林川，段丹，陈绍军.低聚木糖理化性质及其应用研究进展[J].食品工业，2019，40（10）：245-248.

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

[4] 付亮，刘诗扬，徐方旭.西瓜和紫米复合酸奶的研制[J].沈阳师范大学学报（自然科学版），2015，33（02）：310-314.

项目：2021年大学生创新创业训练计划项目：甘蔗渣制备低聚木糖的工艺技术及其优化研究（编号：S202110166015）