双酶法制备高吸油率蕉藕多孔淀粉的研究.pdf

《双酶法制备高吸油率蕉藕多孔淀粉的研究.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《双酶法制备高吸油率蕉藕多孔淀粉的研究.pdf（3页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、食品 与 发 酵 科 技 F o od a n dFe r m e n t at i o n T e c h n o l o gy 第 4 7卷 ( 第 1期) V o 1 4 7 ， N o J 双酶法制备高吸油率蕉藕多孔淀粉的研究 曹新志 ， 刘芳 ， 陈永京 ( 1 四川理工学 院食品与生物技术应用研究所 ， 四川 自贡6 4 3 0 0 0 ； 2 四川 白家食品有 限公司质量技术 中心 ， 成都6 1 0 1 8 0 ) 摘要 ： 本文以蕉藕淀粉为原料 ， 用酶水解法研 究高吸油率蕉藕 多孔 淀粉 的形成 ， 在研 究单因素的基础上 ， 优化 了制 备 蕉藕 多孔淀粉 的工艺条件。

2、实验结果表明： 在 仅 一淀粉酶： 糖化酶为 1 ：3 ， 酶用量 1 5 ， p H5 0 ， 温度 5 5 C， 时间 1 8 h的 条件 下， 得到 了吸油率较 高的焦藕 多孔 淀粉 。 关键词 ：蕉藕； 多孔淀粉 ； 吸油率 ； 酶解 中 图分 类 号 ： T S 2 3 5 9 文 献 标识 码 ：A 文 章 编 号 ： 1 6 7 4 5 0 6 X( 2 0 1 1 ) 01 0 0 5 0 0 0 0 3 St udy o n Ca nn a Po r o us St a r c h o f Hi g h Ca pa c i t y o f Ad s o r pt i o n

3、f o r Oi l wi t h Do ubl e Enz y m a t i c M e t h o d C A O X i n - z h i ； L I U F a n g ； C H E N Y o n g - j i n g ( J A p p l & d I n s t i t u t e o f F o o d a n d B i o t e c h nol o g y , S i c h u a n S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y C o l l e g e ， Z ig o n g 6 4 3 0 0 0 2 Q u a l

4、i t y T e c h nol o g y C e n t e r o fS ic h u an B a i J i a F o o d C o ， L T D , C h e n d u 6 1 0 1 8 0 ) Ab s t r a c t ： Ca n n a p o r o u s s t a r c h w a s p r o d u c e d f r o m c o r n s t a r c h ， t h e o p t i mu m p a r a me t e r s f o r d o u b l e e n z y mo l y s i s b a s e d

5、o n s i n g l e f a c t o r l e v e l a r e a s f o l l o ws ： t h e we i g h t r a t i o o f O t a my l a s e a n d g l u c o a my l a s e i s 1 ： 3， e n z y me c o n c e n t r a t i o n 1 5 ， p H 5 0， t e mp e r a t u r e 5 5 ， t i me 1 8 h ， t h e p o r o u s s t a r c h wi t h b e t t e r a b s

6、o r b e n t for o i l c o u l d b e o b t a i n e d Ke y wo r d s ：c a n n a ； p o r o u s s t a r c h ； c a p a c i t y o f a d s o r p t i o n o i l ； e n z y mo l y s i s d o i ： 1 0 3 9 6 9 0 i s s n 1 6 7 4 - 5 0 6 X 2 0 1 1 0 1 - 0 1 2 多孔 淀粉 是一 种新 型 的中空 变性 淀粉 ，它是 将 天然淀粉 经淀 粉酶 水解后 ，在其颗 粒表 面形 成4

7、 qL 并一直延伸到颗粒内部 ，是一种类似马蜂窝状的中 空 颗粒 ， 可 以盛装各 种物 质于 其 中 ， 具有 良好 的 吸附 性 。它是一种高科技含量 的新型有机吸附剂和包埋 材 料 ， 广 泛用 于医 药 、 农 药 、 印刷 、 日用 化工 、 化 妆 品 和食 品行 业 1 1 。 蕉 藕又 名 蕉 芋 、 藕 芋 、 姜芋 、 旱 芋 、 芭 蕉 芋 ， 属 昙 花 科 美 人蕉 多 年 生草 本 植 物 。 原 产 于 印度 尼 西 亚 和爪哇岛，引进 中国栽培 已有近百年历史 。目前我 国南方各地都有栽培 ， 可用作饲料 、 制淀粉食 品、 酿 酒 、 制醋等 ， 蕉藕的营养价

8、值高 ， 其块根 、 茎叶营养成 分含量都较高 。风干蕉藕块根水份 5 2 ，粗蛋白 7 7 ，粗 脂 肪 0 4 ，粗 纤 维 3 1 ，无 氮 浸 出 物 2 8 3 ， 粗灰 分 5 - 3 。块根 含淀 粉 2 0 ， 每公 斤蕉 藕 块根相当于 0 7 4 k g玉米 ， 含消化能 l l 兆焦尔 ， 其它 营 养物 质 与 红 薯相 比 ， 除粗 脂 肪低 于 0 3 外 ， 其 余 都高于红薯 。因此， 进行蕉藕深加工 ， 创造高附加值 产 品 ， 提高 蕉藕生 产 的经济 效益 ， 对农 民增 收也 具有 重要 意义 。本文 首次用 双 酶法对 制备 蕉藕 多孔 淀粉 的工艺

9、进行 了初 步研究 2 1 。 1 材 料与 方法 1 1 主要材料 与试 剂 蕉藕淀粉 ， 市售 ； 0 【 一 淀粉酶 ( 酶活4 0 0 0 g ) ， 北 京奥博 星生物技术有 限公 司；糖化酶( 酶活 l 0 万 g ) ， 北京奥博星生物技术有限公司 ； 色拉油， 嘉里 收 稿 日期 ：2 0 1 0 1 2 0 8 作者简介 ： 曹新志( 1 9 6 5 _ ) ， 男 ， 博 士， 教授 ， 从 事食 品与发酵 方面 的研究。 第 4 7卷( 鼍第 1 6 1 期 ) 曹新志等 ： 双酶法制备高吸油率蕉藕多孔淀粉的研 究 5 l 粮 油有 限公 司 ； 其它 试剂 均为 分析

10、纯 。 1 2 主 要 仪 器 D H G 一 9 1 4 0 A电热恒温鼓风干燥箱 ， 上海一恒科 技有限公司； H H S恒温水浴锅 ， 江苏省金坛市正基 仪器有限公 司； J A 5 0 0 3电子天平 ，上海恒平科学仪 器有限公司； S HB 一 3 循环水多用真空泵， 郑州杜甫仪 器厂 ； S H Z A水浴恒温振荡器 ，上海贺德实验设备 厂 ； D K 一 9 8 一 I I 型 万用 电炉 ，天 津市 泰斯 特 仪器有 限 公司 ； L G1 0 2 4 A高速离心机 ， 北京医用离心机厂 ； 7 2 1 E可见分光光度计 ， 上海光谱仪器有限公司。 1 3 测 定 方 法 l

11、- 3 1 多孔淀粉得率测定 称取培养皿重量 ( 精确至 0 O 0 1 g ) ， 加入水 解得 到 的湿 多孔 淀 粉， 在 6 0下 常 压干 燥 ， 称 取 总重 量 ， 两者 的重量差 即为 反应 后 多孔 淀粉 的重 量 ，再除 以 反应前淀粉的重量 ， 即可得到多孔淀粉产物得率。 1 3 2 多孔淀粉吸油率测定 称取多孔淀粉 B g ( 精确 0 O 0 1 g ) ， 恒温下与 l O m L 色拉油混合搅拌 3 0 m i n ，置于已知重量 C ( 精确 0 0 0 1 g ) 的砂芯漏 斗抽滤 ， 直 至没有油 滴滴下 。根据 砂 芯漏斗总重量 D g ( 精确 0 0

12、0 1 g ) ， 计算吸油率 A 。 A ： D - B - - C 1 0 0 B 1 4多孔淀粉 的制备 将 2 0 g生 淀粉 加 入 到 2 5 0 mL烧 瓶 中 ，) J 1 p H 5 6 的 0 2 m o l L醋酸一 醋酸钠缓冲液 4 0 m L，加入适 当 稀 释的酶 液 ， 在 5 5 c I = 恒温 下 振荡 反 应 1 8 h后 ， 离 心 ( 3 0 0 0 g m i n ， 2 0 m i n ) ， 分离 上 清 液 ， 沉 淀 在 6 0 下 常 压干燥 ， 粉碎 即可 。 2 结 果与讨 论 2 1 单 酶及 双酶 水解作 用的 比较 分别 以Q 一

13、 淀粉酶 、糖化酶和双合酶 ( 加酶量为 1 5 ) 分别作用淀粉颗粒 ， 每隔 3 h取样 ， 测定各 自在 不同时间的吸油率， 结果如图 l 、 图 2 、 图 3所示。 5 5 5 0 登4 5 褂 4 o 3 5 55 50 45 槲 4o 35 30 O 3 6 9 1 2 1 5 1 8 21 2 4 27 3 O 时 间 ( h) 图 2 I 嘻4 1 酶 堕 釉 作 用 不 同 时 闻 的 町 油 窒 O 3 6 9 1 2 1 5 1 8 21 2 4 2 7 3 0 时间 ( h ) 图 3复合 酶作 用 不 同时 间 的 吸油 率 Fig 3 T h e c a p a

14、c i ty o f a d s orp t i o n o il o f c o mp le x e n z y me s u n d e r d iff e r e n t t i me 由图 1 ， 图 2和 图 3可 以看 出 d 一 淀 粉 酶和 糖 化 酶都具有使淀粉颗粒成孔的能力 ，两者的作用机制 是完全不同的， 淀粉 一 淀粉酶( 1 ， 4 一 O f, 一 D 一 葡聚糖水 解 酶 ， 仅 一 a my l a s e ， E C 3 2 1 1 ) 是 内切型淀粉酶 ， 它作 用于淀粉时从淀粉分子 的内部任意切开 d 一 1 ， 4键 ， 使淀粉分子迅速降解 ， 因此 ，

15、 反应到 9 h ， 吸油率达到 顶峰 ； 淀粉糖化酶( 淀粉葡萄糖淀粉酶， 1 ， 4 一 Q D 一 葡 聚糖 葡萄糖水 解酶 ， o 【 一 1 ， 4 一 G l u c a n g l u c o h y d r o l a s e ， E C 3 2 1 3 ) 是外切型淀粉酶 ， 作用于淀粉颗粒表面， 在镗孔的同时表面粗糙部分被作用 。 吸油率是表面 粗糙 部分 的损 失和 镗孔 作用 的综 合反 映 。随着 孔 洞 的形 成 ， 吸 附 了酶 ， 主 要表 现 为 镗孔 作 用 ， 吸 油 率整 体表 现为逐 渐增 加 。 图 3表 明当两者 共 同作用 后 ， 成 孔效率提高

16、 ， 在 1 8 h后 ， 淀粉颗粒的吸油率已经超 过 5 4 _ 3 。推测是 由于 0 【 一 淀粉酶的随机作用产生了 大量的糖化酶可以作用的位点 ， 随后 ， 糖化酶在成孔 方面发挥了主要作用 ，再次证明了双酶作用的复合 效 应 。 2 2 酶 解正 交 实验旧 根据以上单酶及双合酶作用结果 的讨论， 我们 可以确定 出双合酶作用的效果是最好的1 6 。据此， 以 得率 ， 吸油率为指标， 采用正交表 L f 3 7 ) 安排正交实 验， 实验因素水平安排见表 1 ， 实验结果见表 2 。 5 2 食 品 与 发 酵 , I -1技 2 0 1 1 年第 l 期 表 1 正 交 实验 因

17、素 水 平 表 T a b 1 F a c t o r s a n d le v e ls o f o r t h o g o n a l t e s t 实验号 温度 。 C 酶配比 酶用量 p H时fq h 空列 空列得率， 吸油率 因素 偏差平方 和 自由度 F比 F临界值 显著性 表 4 多孑 L 淀粉 吸油率的方差分析表 T a b 4 Va r ia n c e a n a ly s is o f t h e c a p a c it y o f p o r o u s s t a r c h a d s o r b in g o il 由上 面分 析 可知 ， 对 得率来 说 酶

18、用 量 ， 达到了显著水平 ， 各因素影响程度依次为 ： 酶用量 时间 p H 温度 酶配比， 最优结合 为 ： 温度 6 O ， 酶配 比为 1 ： 4 ， 酶用量 1 0 ， p H 5 0 ， 时间 1 5 h 。对吸油 率来说 p H 达到 了 显著水平 ，各因素影响程度依次为： p H 时 间 温度 酶配 IZ 酶用 量 ，最优结 合 为 ： 温 度 5 5 ， 酶 配 比 为 1 ： 3 ，酶 用 量 1 5 ， p H 5 0 ， 时间 1 8 h 。 得率表 示多孑 L 淀粉 产率 的 高低 ， 是生产成本 的一个重要指标 ， 但不能 清晰地反映成孔情况的好坏 ，只能作为参 考

19、指 标 ；吸油率 才是 反 映多 孔淀 粉成 孔好 坏 的主 要指 标 ，油 主要 吸 附于多 孔淀 粉 的 微孔之中 ， 与原淀粉相 比 ， 吸油率越高 ， 则 成孔 情况越 好 ， 据 此进 行综合 考虑 。最佳工 艺 条件 为 ： 温 度 5 5 ， 酶 配 比为 1 ： 3 ， 酶 用量 1 5 ， p H 5 0 ， 时 间 1 8 h 。 验证 最优工 艺条件 ， 得 到 在 此 工艺 条 件 下 的吸 油率 为 7 1 2 3 ， 得率 为 5 1 0 。 3结 论 以蕉 藕 淀粉 为原 料 ，用 酶水 解 法研 究 高吸油率蕉藕多孔淀粉的形成 ，在研究单 因素的基础上 ，用正交

20、试验优化 了制备蕉 藕 多孔淀 粉 的工艺条件 。实验结果 表 明 ： 在 o t 一 淀 粉 酶 ： 糖 化 酶 为 l ： 3 ，酶 用 量 1 5 ， p H5 0 ， 温度 5 5 q C， 时 间 1 8 h的条 件 下 ， 得 到 了吸油率 较高 的多孔 淀粉 。 参考文 献 ： 【 1 曹新志 ，武玉娟 ， 龚永东等 多孔淀粉研究进 展 J 】 粮食与油脂， 2 0 0 8 ， 1 4 2 ( 2 ) ： 1 0 1 2 2 】 姚卫荣， 姚惠源 淀粉性质及预处理对多孔淀粉 形 成 的影响 【 J J 中 国粮油 学报 ，2 0 0 5 ( 1 0 ) ： 5 1 55 【 3 】 郭勇 酶工程原理与技术【 M 北京 ： 高等教育出 版社 ， 2 0 o 5 【 4 李军， 陈存社 酶法 制备 多孔淀粉 的工艺研 究 【 J 】 ， 北京工商大学学 报， 2 0 0 5 ， 2 3 ( 2 ) ： 9 - 1 1 【 5 王钦德等 食 品试验设计与统计分析【 M 】 北京 ： 中国农业大学出版社 ， 2 o 0 6 【 6 】 何 国庆， 刘彩琴等 复合 酶法制备早籼米多孑 L 淀 粉的工艺条件【 J 】 ， 中国水稻科学， 2 0 0 6 ， 2 0 ( 2 ) ： 2 2 7 - 23 0