响应面试验优化玉米淀粉挤出-酶解复合法糖化工艺

以经过挤出-酶解复合法液化后的玉米淀粉为原料,利用葡萄糖淀粉酶为糖化酶,采用挤出-酶解复合法糖化玉米淀粉挤出酶解物。以葡萄糖(dextrose equivalent,DE)值为考察指标,在单因素试验的基础上,利用响应面法对糖化工艺参数进行优化,确定最佳挤出工艺。响应面分析结果表明,最优工艺为葡萄糖淀粉酶添加量140 U/g、原料质量分数70%、挤出温度85℃,由此工艺得到的淀粉糖DE值为42.12%。利用高效液相色谱法检测得出DE38产品葡萄糖含量26.17%、麦芽糖含量25.29%、麦芽三糖含量14.86%,DE42产品葡萄糖含量29.57%、麦芽糖含量33.40%、麦芽三糖含量17.23%。红外图谱显示挤出物中含有葡萄糖等低聚糖特征峰,扫面电镜图显示原料经挤出后表面生成多孔状结构,X-射线衍射图显示有新的晶型结构生成,Brabender黏度曲线表明挤出物中含有小分子可溶性糖,黏度降低。     

双螺杆挤出复合酶解液化玉米淀粉工艺研究

利用响应面对双螺杆挤出酶解复合液化玉米淀粉工艺进行优化,对影响工艺的主要因素(耐高温α-淀粉酶添加量、挤出温度、玉米淀粉浓度和螺杆转速)进行研究。结果表明:当耐高温α-淀粉酶添加量42 U/g、挤出温度142℃、玉米淀粉浓度71%、螺杆转速32 Hz时,玉米淀粉液化挤出物DE值为16.76%,可满足淀粉糖化工艺的要求。     

小麦麸皮低聚糖生产中预处理条件研究

该文研究耐高温α–淀粉酶添加量、酶解时间对小麦麸皮去淀粉效果的影响;并研究酸种类、蒸煮温度对木聚糖溶出量的影响。结果表明:耐高温α–淀粉酶添加量0.2%,酶解时间15 min时,小麦麸皮去淀粉效果最好;酸性条件蒸煮的最优工艺:去淀粉麸皮按料液比1∶6,加入0.012mol/L盐酸溶液,120℃蒸煮30 min。HPLC分析结果显示:得到的小麦麸皮低聚糖中,低聚木糖占到52.5%;单糖组分为阿拉伯糖、木糖和葡萄糖,其含量之比1∶3∶0.75。     

在酶法挤压过程中脱胚玉米的淀粉变化研究

本实验使用单螺旋挤压机,对未加酶和添加耐高温α-淀粉酶的脱胚玉米进行低温挤压,采用"急停法"在挤压机内部分段取料,分析脱胚玉米在挤压过程中淀粉的变化,测量各段物料的淀粉含量、还原糖含量、酶活性及碘兰值。利用高效液相色谱分析脱胚玉米及挤出物糖化后的糖组分。结果表明,经过挤压后,原脱胚玉米的还原糖含量由原来的0.81%升高至3.22%,向脱胚玉米添加酶量为0.5 mL/kg和1.0 mL/kg的挤出物还原糖分别从原来的2.77%、2.81%升高至6.56%、7.02%;挤压原脱胚玉米制备糖液还原糖含量(DE)为94.98%,而挤压加酶量为0.5 mL/kg和1.0 mL/kg的脱胚玉米制备糖液DE值分别为96.84%、99.78%;采用高效液相色谱法分析物料的糖组分,发现使用挤压原脱胚玉米、加酶量为0.5 mL/kg和1.0 mL/kg的脱胚玉米制备糖液的葡萄糖含量分别为29.082、34.236、37.672 g/100 mL。     

快速酶法制备低聚异麦芽糖工艺建立与优化

对多酶协同制备低聚异麦芽糖(IMOs)生产工艺进行研究,建立了以玉米淀粉为底物,使用耐高温α-淀粉酶进行液化,以α-葡萄糖苷酶、普鲁兰酶和β-淀粉酶同时糖化转苷制备IMOs的基本工艺。通过优化液化程度、糖化转苷过程作用温度和p H、糖化阶段α-葡萄糖转苷酶、普鲁兰酶和β-淀粉酶的添加量,形成了快速酶法制备低聚异麦芽糖的工艺。最优工艺如下:以25%(w/v)玉米淀粉为底物,液化还原糖含量(DE值)为20~30,糖化转苷温度为55℃,p H6.0,α-葡萄糖苷酶添加量为500~1000 U/g、普鲁兰酶添加量为0.9 U/g、β-淀粉酶添加量为500 U/g。结果表明:反应15 h可得到异麦芽二糖、异麦芽三糖和潘糖之和为49.09%的低聚异麦芽糖浆。本研究所建新工艺可以淀粉为原料快速高效制备IMOs,其有效组分明显高于现有生产工艺,制备周期也较现有生产工艺缩短70%以上,研究结果对现有IMOs生产技术的提升具有指导意义。     

根霉PE-8菌株淀粉降解酶类的研究菌株的选育及其酶解淀粉产物的鉴定(I)

从淀粉厂土样等样品中分离筛选到一支产淀粉降解酶的根霉菌株P78,经紫外线及Co60辐射诱变和自然分离,获得一支突变菌株PE-8,在麸曲培养基上,46～48℃、固态培养22～24h,酶活力达3000U/g（干）。经高压液相色谱和纸层析分析证明,其分泌的淀粉降解酶类作用于适当液化的玉米淀粉产物中麦芽三糖至麦芽八糖的比例达77.6％、葡萄糖含量仅为3.03％,属于麦芽低聚糖,说明根霉PE-8菌株分泌的淀粉降解酶类不同于葡萄糖淀粉酶或α-淀粉酶,属于低聚糖酶。     

麦芽寡糖醇高效制备新方法的研究

麦芽寡糖醇是近年来发现的现代食品工业中重要的糖醇,其中由麦芽三糖衍生而得的麦芽三糖醇的含量决定了其质量与用途。以玉米淀粉为原料,首先研究耐高温α-淀粉酶对淀粉的液化作用,制得特定液化度的淀粉液化液;然后探究普鲁兰酶、β-淀粉酶和中温α-淀粉酶在淀粉糖化阶段的作用,获得高麦芽三糖含量的低聚麦芽寡糖。由此通过加氢反应制得高麦芽三糖醇含量的低聚麦芽寡糖醇。淀粉液化与糖化的最佳条件是:以25%(w/v)淀粉乳开始,控制淀粉液化后的DE值为20,分别按8、100、16 U/g的添加量同步加入普鲁兰酶、β-淀粉酶和中温α-淀粉酶,在pH5.5、55℃下糖化10 h。所得糖液经加氢制得的糖醇中麦芽三糖醇占42.18%、麦芽糖醇占48.51%,总低聚糖醇转化率达到98.76%。研究结果可指导高品质麦芽寡糖醇及其相关产品的高效制造。     

嗜冷普鲁兰酶制备玉米抗性淀粉工艺优化及其表征

以玉米淀粉为原料,采用嗜冷普鲁兰酶脱支处理和压热处理相结合的方式制备玉米抗性淀粉,考察了玉米淀粉乳质量分数、耐高温α-淀粉酶添加量、嗜冷普鲁兰酶添加量、嗜冷普鲁兰酶作用时间对抗性淀粉得率的影响,采用正交试验对压热-酶解法制备玉米抗性淀粉的工艺参数进行了优化。采用扫描电子显微镜、X-射线衍射和差示扫描量热仪对玉米抗性淀粉形貌、晶体结构、热特性进行了观察与分析。结果表明,制备玉米抗性淀粉的最佳工艺条件为：玉米淀粉乳质量分数18%、耐高温α-淀粉酶添加量7 U/g、嗜冷普鲁兰酶添加量10 U/g、嗜冷普鲁兰酶作用时间9 h。在最佳条件下,玉米抗性淀粉得率为16.84%。玉米淀粉经复合酶法处理后,抗性淀粉形成了致密的层状晶体结构,表面形态结构呈现出不同于玉米原淀粉A型晶体结构的V型晶体结构;玉米抗性淀粉的起始温度、峰值温度、终止温度和相变焓值分别为117.07、140.69、153.03 ℃和1 858.12 J/g,均高于玉米原淀粉。     

玉米淀粉浓度对酶法制备直链麦芽低聚糖的影响

为研究浓度对玉米淀粉酶解过程和产物的影响,以直链麦芽低聚糖含量和产率为指标,探究了直链麦芽低聚糖生成酶(Bst-MFA酶)对不同浓度(质量分数)玉米淀粉的酶解过程,并对相关机理进行了分析。结果表明,玉米淀粉质量分数由10%提高至50%时,酶解24 h后直链麦芽低聚糖和主产物麦芽五糖、麦芽六糖的含量均呈现逐渐升高的趋势,且二者均在45%的底物质量分数时达到最大值,分别为344. 47和192. 33 mg/g;而直链麦芽低聚糖的产率逐渐降低。其主要原因可能是:随底物浓度的增加,液化和糖化过程中体系黏度增大,水分子运动性降低,体系中自由水明显减少,且酶在不同浓度玉米淀粉中的作用模式存在差异,使得高浓度条件下其对玉米淀粉的水解作用不够充分,直链麦芽低聚糖的产率呈下降趋势。该研究可为工业生产中直链麦芽低聚糖的酶法制备提供参考依据。     

响应面法优化微波辅助酶解制备抗性淀粉工艺研究

采用微波辅助酶解制备玉米抗性淀粉,以玉米抗性淀粉收率为指标,在单因素试验基础上,进行BoxBehnken试验设计,对耐高温α-淀粉酶添加量和酶解时间、普鲁兰酶添加量和酶解时间4个因素进行响应面优化试验分析。结果表明4个因素的影响主次关系为普鲁兰酶酶解时间耐高温α-淀粉酶酶解时间耐高温α-淀粉酶添加量普鲁兰酶添加量。响应面优化试验确定微波辅助酶解制备玉米抗性淀粉的最优工艺参数:耐高温α-淀粉酶添加量3 U/g干淀粉、酶解时间30 min,普鲁兰酶添加量8 U/g干淀粉、酶解时间4.5 h。     

玉米环二肽（组氨酸-脯氨酸）的分离纯化、结构鉴定及其生物活性

环二肽（组氨酸-脯氨酸）（cyclo (His-Pro),CHP）是一种活性环二肽,在降血糖、抗氧化方面具有显著效果。实验通过DE-52阴离子交换层析、Sephadex G-25凝胶层析、半制备型高效液相色谱等方法,对高温高压环化后的玉米蛋白水解物进行分离纯化研究,得到CHP。采用超高效液相色谱、傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱和碳谱对产物的结构进行鉴定,并通过体外降血糖和抗氧化实验初步测定了其生物活性。结果表明：采用本研究的分离纯化方法制备得到的CHP的纯度为97.36%,傅里叶变换红外光谱和核磁共振波谱的测定表明该肽的结构与预期结构相符,初步的生理活性鉴定结果表明,玉米CHP经分离纯化后对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性具有很强抑制能力,半抑制浓度（IC50）分别为1.1、1.9 mg/mL;且具有很强的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除活性（IC50 67 μg/mL）和还原力。     

挤压膨化辅助提取玉米蛋白粉中玉米黄色素工艺优化

研究挤压膨化预处理对玉米蛋白粉色素提取的影响,探讨挤压膨化可有效提高玉米黄色素提取量的原因,并对玉米黄色素的组分进行初步分析。结果表明,挤压膨化预处理可显著提高玉米黄色素的提取量,当物料水分含量18%、螺杆转速160 r/min、挤压筒温度150 ℃时,玉米黄色素提取量可达到（59.03±1.86）mg/g,比未处理提高了149.70%;通过扫描电子显微镜对挤压膨化前后玉米蛋白粉微观结构的分析结果显示,挤压膨化预处理可使玉米蛋白粉颗粒内外形态发生明显改变,内部致密结构遭到破坏,从而增大了玉米黄色素提取量;经高效液相色谱对挤压膨化预处理后提取的玉米黄色素进行初步分析表明,其主要成分为玉米黄质、叶黄素等类胡萝卜素。     

响应面法优化双酶水解技术生产婴幼儿配方米粉工艺

为优化双酶水解技术生产婴幼儿米粉工艺,以α-淀粉酶添加量、β-淀粉酶添加量、调浆水温度为主要影响因素,结合实际生产中的其他水解条件,在单因素试验基础上,运用Box-Behnken试验设计原理,探讨α-淀粉酶添加量、β-淀粉酶添加量、调浆水温度的最佳组合。结果表明：α-淀粉酶添加量0.04‰（相当于0.15 U/g）、β-淀粉酶添加量0.26%（相当于1 820 U/g）、调浆水温度70.2 ℃时生产米粉的淀粉消化指数高达39.26%,与市售品牌米粉相比,淀粉消化指数提高10%以上。     

响应面试验优化蒸汽爆破酸解制备玉米皮渣还原糖工艺及水解程度分析

为提高湿法加工玉米淀粉产生的副产物玉米皮渣中还原糖的得率,以玉米皮渣为原料,研究蒸汽爆破处理原料、酸水解法制备还原糖的最优工艺条件,对硫酸体积分数、水解时间、水解温度和料液比4 个因素分别进行单因素试验,根据单因素试验结果设计Box-Behnken试验,以还原糖含量为指标值,采用响应面分析法确定降解的最优工艺参数,通过离子色谱法分析水解产物的组分。结果表明：最优工艺参数为硫酸体积分数1.66%、水解时间1.5 h、水解温度120 ℃、料液比1∶10（g/mL）,此条件下还原糖含量为54.61%,比未经蒸汽爆破处理的降解液中还原糖含量高出9.58%。降解液经离子色谱分析后发现主要含3 种还原糖,分别为D-葡萄糖19.34 mg/mL、D-木糖16.01 mg/mL、L-阿拉伯糖10.37 mg/mL。同时对降解剩余物进行分析后发现,与原料相比蒸汽爆破酸解剩余物的纤维结构较疏松,裂解程度大,表面有孔洞和裂痕,说明蒸汽爆破酸解处理对纤维素、半纤维素及木质素的溶解力较强。这与两者降解液中还原糖含量结果相一致。     

玉米淀粉制备中挤压联用亚硫酸浸泡预处理工艺优化

为解决传统玉米湿磨工艺浸泡时间长、淀粉提取率低的问题,展开了挤压技术对玉米淀粉提取预处理的可行性研究。以淀粉提取率和淀粉纯度为考察指标,分别研究挤压温度、挤压水分、螺杆转速、H₂SO₃浸泡时间对玉米淀粉提取率和淀粉纯度的影响。在单因素实验的基础上,采用四因素三水平的响应面分析法确定玉米淀粉提取工艺。结果表明,玉米淀粉提取的最佳工艺为:挤压温度40 ℃、挤压水分53%、螺杆转速194 r/min、H₂SO₃浸泡时间14 h。在此条件下玉米淀粉提取率达到了93.25%,相比传统湿磨工艺提高了1.79%,生产时间缩短34 h。通过红外光谱（FT-IR）分析发现,采用挤压预处理并未导致淀粉化学结构的改变;扫描电镜（SEM）图像表明挤压制备的淀粉颗粒表面出现轻微褶皱和凹陷,但颗粒形状依旧保持完整。故挤压技术应用于玉米淀粉的分离提取是有效可行的。     

机械活化玉米淀粉的辛烯基琥珀酸酐酯化改性

采用行星式球磨机对玉米淀粉进行机械活化,再与辛烯基琥珀酸酐（octenyl succinic anhydride,OSA）发生酯化反应制备OSA淀粉酯。研究机械活化时间、反应温度、反应体系pH值、淀粉乳质量分数、反应时间因素对玉米淀粉酯化反应的影响,并采用二次回归正交旋转组合设计方法和响应面分析对制备条件进行优化。结果表明,机械活化对玉米淀粉OSA酯化反应有明显的增强作用,且反应不受pH值的影响;得到最优工艺条件为机械活化10 h、反应温度33.1 ℃、pH 8.45、淀粉乳质量分数12.2%、反应时间3 h,在此条件下制得机械活化辛烯基琥珀酸淀粉酯的平均取代度为0.020 3。     

L -半胱氨酸与发酵酸浆协同作用优化玉米湿磨工艺

为了改进玉米湿磨工艺,采用L-半胱氨酸替代传统浸泡工艺中的SO2,降低传统玉米淀粉生产过程中由SO2浸泡引起的环境污染。在具有絮凝活性的副干酪乳杆菌副干酪亚种L1发酵液制成的玉米酸浆中加入L-半胱氨酸,浸泡玉米碎粒,浸泡一定时间后加水磨浆,过筛除去纤维等杂质,淀粉在具有絮凝活性的副干酪乳杆菌副干酪亚种L1的作用下迅速沉降。通过改变酸浆的用量、L-半胱氨酸用量、浸泡温度、浸泡pH值、浸泡时间和菌种接入量,考察各因素对浸泡液中可溶性蛋白质的增量和淀粉提取率的影响,并采用响应面法确定最佳湿磨工艺。结果表明：最佳工艺参数为浸泡时间48 h、L-半胱氨酸质量浓度1.5 g/100 mL、浸泡pH 7、自然发酵酸浆用量比（m（玉米粒质量）∶V（酸浆体积））1∶4、浸泡温度30 ℃,此条件下淀粉提取率的最大值为93.21%。     

α-淀粉酶在不同地衣芽孢杆菌宿主菌中分泌表达的对比分析

研究不同地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)宿主菌对α-淀粉酶分泌表达的影响。以Bacillus subtilis的P43启动子,B.licheniformis WX-02α-淀粉酶基因的信号肽、编码区和终止子序列为表达原件,构建了α-淀粉酶分泌表达载体pP43SAT。将pP43SAT分别转入3株B.licheniformis宿主菌:WX-02(ΔamyL)、BL9和BL10,获得3株α-淀粉酶基因工程菌WX-02(ΔamyL,pP43SAT)、BL9(pP43SAT)和BL10(pP43SAT),并将构建的3株工程菌进行发酵对比分析。BL9(pP43SAT)和BL10(pP43SAT)的淀粉酶发酵活力分别达到94.01 U/mL和101.94 U/mL,比原始宿主菌WX-02(ΔamyL,pP43SAT)分别提高了21%和31%,这说明BL9和BL10新型宿主菌有利于淀粉酶的分泌表达。本研究证明多蛋白酶基因缺失可显著提高α-淀粉酶的表达,为α-淀粉酶的高效表达提供了新型宿主菌和新策略。