摘要：菊芋块茎中80%碳水化合物是果聚糖，是生产果糖和低聚果糖的理想原料。本文主要研究固定化Ci1-FEH IIA酶工艺的优化及利用该固定化酶解菊芋块茎提取液制备果糖的工艺。以树脂吸附交联法制备固定化酶，利用热提取法制作菊芋提取液，并用该固定化酶酶解制备果糖，采用DNS法测定果糖含量，研究固定化Ci1-FEH IIA酶最佳制备条件和最适温度，及菊芋块茎提取液的料液比和反应时间对果糖生产的影响。固定化酶最佳制备条件是在30℃，最适pH4.5条件下，在水浴锅内吸附3h后加入戊二醛，使其最终浓度为0.125%，在最佳交联温度10℃下交联2h；固定化Ci1-FEH IIA酶的最适温度为50℃；在最适温度下，不同比例的菊芋浸提液经固定化Ci1-FEH IIA酶酶解2d即可使大部分果聚糖转化成果糖。

关键词：固定化酶；果聚糖外切水解酶；菊芋块茎；高效液相色谱（HPLC）

Study on preparation of immobilized Ci1-FEH IIA and its application on hydrolyzing extract liquid of Jerusalem artichoke tuber

Abstract：Jerusalem artichoke tuber contains a lot of carbohydrates, 80% of which is fructan, is the ideal raw material for fructose production. We studied the optimization of immobilized Ci1-FEH IIA preparation and the process of using the immobilized enzyme to hydrolyze Jerusalem artichoke tuber extract liquid to product fructose. Ci1-FEH IIA was immobilized by absorb-crosslinking method by D201 macroporous resin, and then hydrolyzed Jerusalem artichoke tuber extract liquid by heating extraction method to produce fructose. The fructose content was determined by DNS method. The optimum preparation conditions of immobilized enzyme and the effects of various factors such as solid-liquid ratios, the temperature and the time on fructose preparation were studied. The optimal conditions for the immobilization of enzyme were absorbed 3h under 30 ℃ and pH 4.5, and then added 0.125% glutaraldehyde to cross link 2h under 10℃. The optimal temperature for immobilized enzyme was 50 ℃. Under this temperature, most inulin in various solid-liquid ratios Jerusalem artichoke tuber extract liquid had been converted into fructose only in 2 days.

Key words: immobilized enzyme; FEH; Jerusalem artichoke tuber; HPLC

目  录

摘要1

关键词1

Abstract…1

Key words1

引言（或绪论）…1

1材料与方法…3

1.1实验材料与试剂 3

1.2实验仪器 3

1.3方法 …3

1.3.1粗酶液处理3

1.3.2固定化Ci1-FEH IIA酶制备工艺优化…3

1.3.3固定化Ci1-FEH IIA酶最适温度…4

1.3.4菊粉酶解反应…4

1.3.5菊芋块茎提取液制备及其酶解反应4

1.3.6测定方法…4

2结果…4

2.1固定化Ci1-FEH IIA酶最佳制备条件 … 4

2.1.1固定化Ci1-FEH IIA酶最佳吸附条件…4

2.1.2固定化Ci1-FEH IIA酶最佳交联条件…4

2.2固定化Ci1-FEH IIA酶最适温度6

2.3固定化Ci1-FEH IIA酶酶解菊粉最适条件6

2.4菊芋块茎提取液酶解产物糖分液相图7

2.5固定化Ci1-FEH IIA酶酶解菊芋块茎提取液最适条件…7

3结论 8

3．1固定化Ci1-FEH IIA酶最佳制备工艺及其最适温度… 8

3．2固定化Ci1-FEH IIA酶酶解菊芋块茎提取液最佳工艺条件 8

致谢9

参考文献9

固定化酶的制备及其酶解菊芋块茎的工艺

引言  菊芋(Helianthus tuberosus)是菊科向日葵属的多年生草本植物，因其从欧美引进，其块茎形状似姜，故俗名为洋姜或鬼子姜。菊芋适应性强，抗逆性强，广泛种植于欧洲、美洲和亚洲等区域。19世纪初，在菊科植物土木香(Inulae radix)块茎中发现一种果聚糖，后来被命名为菊粉(inulin)。菊粉是一种D-呋喃果糖通过β-2,1-糖苷键连接的并且在其残基末端连有一个葡萄糖的直链果聚糖。菊粉是具有贮存性的果聚糖，据统计已在36000多种植物中发现，如菊芋、菊苣、小麦、黑麦、大丽花等，也存在于部分特殊的细菌和真菌中[1]。热提取法、微波辅助法和超声辅助提取法是从菊芋块茎提取果聚糖的主要方法。热提取法，主要是控制温度来提取菊粉，此种方法虽然时间成本较高，并且耗能较大，但仍是工业提取菊粉的主要方法。微波辅助法是利用微波提取菊粉，可以大大减少反应时间。由于超声波可引起空化效应、热效应和机械效应，它可以瞬时破坏植物的细胞壁及整个植物体，释放胞内物质，因此超声辅助提取法能高效提取所需成分，在工业化应用上很有前景[2]。菊粉是生产果糖和低聚果糖的主要原料之一，利用菊粉生产果糖，主要有两种方法，酶促反应和化学酸水解反应。尽管产量高，成本低，但考虑到菊粉水解液副产物较多，分离较困难，故化学法生产果糖并不可取。然而，使用菊粉酶水解菊粉，操作简便，其产率可达95%，并且产物都是有机物，均可用于食品和制药工业。