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紫红曲生淀粉糖化酶及糯米酯化多孔淀粉的制备研究

作　者: 肖勇生
导　师: 邬应龙
学　校: 四川农业大学
专　业: 食品科学
关键词: 糯米淀粉生淀粉糖化酶酶解辛烯基琥珀酸糯米酯化多孔淀粉理化性质
分类号: TS202.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

多孔淀粉是一种新型的变性淀粉,作为吸附剂,具有高效、无毒、安全等优点,可广泛地应用于食品、日用化工、农业等行业,正逐渐成为一个研究热点。本文以糯米淀粉为原料制备辛烯基琥珀酸糯米酯化淀粉,再利用紫红曲霉发酵生产的生淀粉糖化酶液制备辛烯基琥珀酸糯米酯化多孔淀粉;初步探索了紫红曲霉发酵产生淀粉糖化酶的培养条件,以及糯米淀粉经过适当酯化后再部分酶解制备酯化多孔淀粉的工艺条件,且对酯化多孔淀粉的部分物理化学性质进行了研究,旨在拓展糯米淀粉的深加工方法,也拓宽了变性淀粉的应用范围,为实际生产提供一定的理论依据。主要研究内容和结果如下:(1)对紫红曲霉菌株液态发酵产生淀粉糖化酶的培养条件进行研究,经正交优化实验初步确定其最适发酵工艺条件为:发酵周期6天,控制培养温度为32-35℃,保持培养基初始pH值为4.5-5.0,接种量控制在12%左右。同时对紫红曲霉菌所产生淀粉酶进行了初步纯化和鉴定,并对其部分酶学性质进行了试验研究,结果表明其最适作用温度为50℃,最适作用pH值为4.5-5.5,在40℃酶活力较稳定,在60℃以上迅速失活。(2)以紫红曲霉生淀粉糖化酶酶解辛烯基琥珀酸糯米酯化淀粉制备多孔淀粉,并采用中心组合试验设计与响应面分析方法对影响酯化多孔淀粉吸油率的主要因素:反应时间(A)、反应温度(B)、反应pH(C)、淀粉乳浓度(D)和酶液添加量(E)进行了研究。结果表明,吸油率的回归方程为:吸油率=107.03-1.57×A+0.21×B-3.40×C-1.11×D-1.75×E+0.79×A×B+0.20×A×C-3.08×A×D-1.75×A×E+0.45×B×C+0.80×B×D+1.09×B×E-3.85×C×D-1.65×C×E-4.30×D×E+0.25×A~2-3.23×B~2-2.76×C~2-1.54×D~2+0.98×E~2。同时由方差分析可知各因素对吸油率影响的大小顺序为:pH＞酶用量＞反应时间＞淀粉乳浓度＞反应温度。通过响应面的数值最优组合分析得到最佳工艺条件:淀粉乳浓度24.74%,反应时间22.86h,pH 4.17,反应温度47.11℃,酶用量103.56U/g。(3)对糯米酯化多孔淀粉的部分理化性质进行了研究。实验结果表明:①糯米淀粉经过OSA酯化后,淀粉的峰值粘度(PV)、热糊粘度(HPV)、最终粘度(FPV)和消减值(SB)都呈升高趋势,出峰时间和糊化温度也比原淀粉提前;酯化淀粉经过酶解后,形成的糯米酯化多孔淀粉峰值粘度(PV)、热糊粘度(HPV)和最终粘度(FPV)呈升高趋势;消减值(SB)减小;同酯化淀粉相比,崩解值(BD)、出峰时间变化不大,糊化温度稍微减小;②糯米酯化淀粉经过酶解后,OSA基团仍然存在,且与糯米酯化淀粉相比,单位质量的酯化多孔淀粉含有的OSA基团较多;③通过扫描电镜可以观察到,糯米酯化多孔淀粉经过紫红曲霉淀粉酶水解后,开孔率都比较高,明显形成多孔淀粉,且其比容积比原淀粉和酯化淀粉都有所提高,相比原淀粉和酯化淀粉,经过酶解得到的酯化多孔淀粉吸油率和吸水率都有所提高,且吸水率的提高率大于吸油率。④酯化淀粉和酯化多孔淀粉的乳化稳定性较原淀粉有明显提高,且酯化多孔淀粉的乳化稳定性略优于酯化淀粉。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第一章文献综述  11-20
  1 红曲淀粉酶的研究进展  11-12
  2 多孔淀粉研究进展  12-16
    2.1 多孔淀粉概述  12-13
    2.2 多孔淀粉的制备、应用及研究现状  13-16
  3 双重变性多孔淀粉的制备研究  16-18
    3.1 辛烯基琥珀酸酯化淀粉研究  16-17
    3.2 辛烯基琥珀酸酯化淀粉改性  17-18
  4 立题依据及意义  18-19
  5 研究内容  19-20
第二章紫红曲霉生淀粉糖化酶产酶条件及初步纯化研究  20-34
  1 引言  20
  2 实验材料与设备  20-21
    2.1 实验材料及试剂  20-21
    2.2 实验设备  21
  3 实验方法  21-24
    3.1 生淀粉糖化酶产生菌的鉴定  21
    3.2 紫红曲霉的培养  21-22
    3.3 粗酶液的提取  22
    3.4 生淀粉糖化酶活力(RSGA)测定  22
    3.5 双水相体系分离生淀粉糖化酶  22
    3.6 生淀粉糖化酶的初步纯化及鉴定  22-23
      3.6.1 蛋白质含量测定  22-23
      3.6.2 硫酸铵沉淀  23
      3.6.3 透析除盐  23
      3.6.4 聚乙二醇(PEG)浓缩  23
      3.6.5 SDS-PAGE检测  23
      3.6.6 生淀粉糖化酶活力检验:透明圈法  23
    3.7 生淀粉糖化酶的性质测定  23-24
      3.7.1 酶反应最适温度的测定  23
      3.7.2 酶反应最适pH值的测定  23-24
      3.7.3 酶的温度稳定性的测定  24
  4 实验结果与分析  24-33
    4.1 生淀粉糖化酶产生菌的鉴定  24
    4.2 紫红曲霉生淀粉糖化酶产酶条件的优化  24-28
      4.2.1 单因素实验  24-27
      4.2.2 正交实验设计及结果分析  27-28
    4.3 双水相体系分离生淀粉糖化酶  28-29
      4.3.1 PEG4000和(NH4)_2SO_4的浓度对分配系数和回收率的影响  28-29
      4.3.2 PEG质量分数的确定  29
    4.4 生淀粉糖化酶的分离鉴定  29-31
      4.4.1 硫酸铵沉淀  29-30
      4.4.2 SDS-PAGE检测及生淀粉糖化酶鉴定  30-31
    4.5 生淀粉糖化酶的性质测定  31-33
      4.5.1 温度对酶活性的影响  31-32
      4.5.2 pH值对酶活性的影响  32
      4.5.3 耐热稳定性  32-33
  5 结论与讨论  33-34
第三章糯米酯化多孔淀粉的制备研究  34-49
  1 引言  34
  2 实验材料与设备  34-35
    2.1 实验材料及试剂  34-35
    2.2 实验设备  35
  3 实验方法  35-37
    3.1 辛烯基琥珀酸糯米酯化淀粉的制备  35-36
      3.1.1 制备工艺  35
      3.1.2 辛烯基琥珀酸酯化淀粉质量指标分析  35-36
    3.2 糯米酯化多孔淀粉的制备  36-37
      3.2.1 单因素试验  36
      3.2.2 响应面(RSM)试验设计  36-37
    3.3 多孔淀粉吸油率的测定  37
  4 实验结果与分析  37-48
    4.1 辛烯基琥珀酸糯米酯化淀粉的制备  37
    4.2 酶解制备糯米酯化多孔淀粉的单因素实验  37-41
      4.2.1 酶液添加量对吸油率的影响  37-38
      4.2.2 淀粉乳浓度对吸油率的影响  38-39
      4.2.3 反应时间对吸油率的影响  39
      4.2.4 pH值对吸油率的影响  39-40
      4.2.5 反应温度对吸油率的影响  40-41
    4.3 响应面实验  41-48
      4.3.1 响应面中心组合试验设计  41
      4.3.2 中心组合设计试验结果及方差分析  41-44
      4.3.3 糯米酯化多孔淀粉吸油率响应面及等高线分析  44-48
  5 结论与讨论  48-49
第四章糯米酯化多孔淀粉的性质研究  49-59
  1 引言  49
  2 实验材料与设备  49-50
    2.1 试验材料  49
    2.2 试验设备  49-50
  3 实验方法  50-52
    3.1 糯米酯化多孔淀粉糊性质的研究  50
    3.2 DEAE-Sepharose离子交换层析检测OSA基团  50
    3.3 多孔淀粉颗粒形貌的SEM观察  50-51
    3.4 比容积的测定  51
    3.5 吸附率的测定  51
    3.6 乳化稳定性测定  51-52
  4 结果与分析  52-58
    4.1 糯米酯化多孔淀粉糊性质的研究  52-53
    4.2 DEAE-Sepharose离子交换层析分析  53-54
    4.3 多孔淀粉颗粒形貌的SEM观察  54-55
    4.4 比容积的测定  55-56
    4.5 多孔淀粉吸附率的测定  56-57
    4.6 糯米酯化多孔淀粉的乳化稳定性测定  57-58
  5 小结与讨论  58-59
第五章结论与展望  59-61
  5.1 结论  59
  5.2 展望  59-61
参考文献  61-66
致谢  66

紫红曲生淀粉糖化酶及糯米酯化多孔淀粉的制备研究

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