CN108949860B - 一种功能性低聚木糖的酶解高效制备工艺方法 - Google Patents
一种功能性低聚木糖的酶解高效制备工艺方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108949860B CN108949860B CN201810915196.5A CN201810915196A CN108949860B CN 108949860 B CN108949860 B CN 108949860B CN 201810915196 A CN201810915196 A CN 201810915196A CN 108949860 B CN108949860 B CN 108949860B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- xylan
- oligosaccharide
- xylanase
- xylo
- enzymolysis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- HEBKCHPVOIAQTA-NGQZWQHPSA-N d-xylitol Chemical compound OC[C@H](O)C(O)[C@H](O)CO HEBKCHPVOIAQTA-NGQZWQHPSA-N 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 229920001221 xylan Polymers 0.000 claims abstract description 38
- 150000004823 xylans Chemical class 0.000 claims abstract description 38
- 101710121765 Endo-1,4-beta-xylanase Proteins 0.000 claims abstract description 34
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 22
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 19
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 19
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 51
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 28
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 25
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 22
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 21
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 20
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 17
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 15
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 10
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 10
- 238000009630 liquid culture Methods 0.000 claims description 9
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 claims description 7
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 claims description 7
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims description 7
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 5
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 241000499912 Trichoderma reesei Species 0.000 claims description 5
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N [C].[N] Chemical compound [C].[N] CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 5
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 5
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 5
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 5
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 5
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 5
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 5
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 5
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 5
- 239000012465 retentate Substances 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 5
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 4
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 claims description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 2
- 244000082204 Phyllostachys viridis Species 0.000 claims description 2
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 claims description 2
- 241000209140 Triticum Species 0.000 claims description 2
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 2
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 claims description 2
- 235000012343 cottonseed oil Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims description 2
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 abstract 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 16
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 10
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000012807 shake-flask culturing Methods 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000013375 chromatographic separation Methods 0.000 description 3
- 230000036541 health Effects 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 3
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 3
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 description 3
- 241000186000 Bifidobacterium Species 0.000 description 2
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 2
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 206010033546 Pallor Diseases 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- 230000008827 biological function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- -1 corncobs Substances 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 1
- 239000011363 dried mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/14—Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of a carbohydrase (EC 3.2.x), e.g. by alpha-amylase, e.g. by cellulase, hemicellulase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
- C12N11/14—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an inorganic carrier
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/12—Disaccharides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及低聚木糖的制备技术领域，尤其涉及一种功能性低聚木糖的酶解高效制备工艺方法。其包括以下步骤：制备木聚糖，制备粗酶液后水解木聚糖并以超滤得到的截留液为碳源制备木聚糖酶，将木聚糖酶负载于介孔硅载体后对木聚糖进行酶解以得到低聚木糖。该法能够高效制得纯度较高的低聚木糖。
Description
技术领域
本发明涉及低聚木糖的制备技术领域，尤其涉及一种功能性低聚木糖的酶解高效制备工艺方法。
背景技术
低聚糖或称寡糖，是由2-8个单糖通过糖苷键连接形成的具有直链或支链的低度聚合糖类的总称，分子量约300-2000。功能性低聚糖，是指具有特殊的生物学功能，有益于人体健康的一类低聚糖。
功能性低聚糖附加值高，市场前景良好，有着极大的开发价值和推广潜力。目前在国外，尤其是日本研制开发低聚糖的努力和竞争已趋于白热化程度，开发出的低聚糖产品多达十几种，其中，低聚木糖是最受人瞩目的一种低聚糖。它不仅具有极好的双歧杆菌增殖活性，选择利用性最高，而且附加值和售价也最高。我国具有十分丰富的玉米芯、甘蔗渣及农作物秸秆等富含半纤维素类自然资源的农作废弃物，长期以来一直未能得到充分的重视和开发利用。如能利用生物酶解技术将其中的半纤维素类自然资源制备成高附加值的低聚木糖等产品，不仅将促进我国低聚糖工业向一个新的方向发展，而且还可以处理农林废料，变废为宝，消除公害，保护环境，具有十分重大的经济效益和社会效益。目前在饮食方面要求保健的呼声日益增高，能促进双歧杆菌增殖的低聚木糖的介入，将是关系到人类健康极为重要的因素，因而新型低聚糖源的开发研究极为重要。
发明内容
本发明要解决上述问题，提供一种能够高效制备纯度较高的低聚木糖的酶解制备工艺方法。
本发明解决问题的技术方案是，提供一种功能性低聚木糖的酶解高效制备工艺方法，包括以下步骤：
（1）制备木聚糖：以富含木聚糖植物为原料制得木聚糖；
（2）制备粗酶液：以富含木聚糖植物培养基作为产酶培养基，于25-30℃下固体发酵60-70h后加水搅拌，浸泡12-18h后过滤得滤液；
（3）制备木聚糖酶剂：将步骤（1）制得的木聚糖通过步骤（2）制得的滤液酶解，超滤分离得到透过液和截留液；以截留液为碳源，尿素、硫酸铵和蛋白质为氮源按碳氮比3:1-5:1的比例混合制成液体培养基，灭菌冷却后接入里式木霉菌丝悬浮液，于28-30℃、150-170r/min下摇瓶培养60-80h后，在1500-2000r/min转速下离心10-15min，收集上清液得到木聚糖酶。
（4）酶解：将步骤（3）制得的木聚糖酶负载到介孔硅载体后，进行木聚糖的酶解，经过超滤将木聚糖酶和制得的低聚木糖分离，截留的木聚糖酶可循环使用。
优选地，所述富含木聚糖植物为玉米芯、蔗渣、棉籽壳、稻、麦、竹和麸皮中的一种或几种。
优选地，所述步骤（1）包括以下步骤：将富含木聚糖植物与浓度为5-10%碱液以固液比1:10混合后于80-100℃下浸泡1-4h，真空抽滤得滤液，滤液经无水乙醇沉淀后将沉淀于50-60℃干燥即得木聚糖。
优选地，所述富含木聚糖植物培养基制备方法：将富含木聚糖植物与营养盐溶液以固液比1:1混合并搅拌，并于120-140℃灭菌30-60min；所述营养盐溶液按照质量份包括1.3-1.6份硫酸铵、0.9-1.2份氯化钙以及1-1.5份磷酸二氢钾。
优选地，所述介孔硅载体的制备方法：将CTAB、1mol/L硅酸钠溶液与去离子水以体积比1:3:500 -1:4:500混合后加热至80-90℃，加0.7-1wt%TEOS搅拌2-3h后以12000-15000r/min的转速离心4-7min，取沉淀并醇洗2-3次；将沉淀浸渍于固液比为0.6:100-1:100的硝酸铵、乙醇混合液，并于60-70℃下回流1-2ｈ后取沉淀醇洗、水洗2-3次后过滤干燥。
优选地，将木聚糖酶负载到介孔硅载体的方法为：将介孔硅载体分散于浓度为40-50%乙醇溶液中，加入1-1.2wt%APTES搅拌40-42h，以无水乙醇洗涤3-5次后向其中加入溶于硼酸盐缓冲液的木聚糖酶，并于35-40℃搅拌3-5h后用硼酸缓冲液冲洗3-4遍。
本发明的有益效果：
1.以低分子质量组分较多的粗酶解截留液为碳源，有利于促进内切-β-木聚糖酶的合成，用该酶酶解木聚糖，酶解产物中低聚木糖的含量较高。
2.以介孔硅为载体负载木聚糖酶后进行酶解，以提高酶活性和酶解效率。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
一种功能性低聚木糖的酶解高效制备工艺方法，包括以下步骤：
（1）制备木聚糖：将风干的玉米芯粉碎成1cm左右的颗粒，并将其与浓度为5%的氢氧化钠溶液以1g:10mL的比例混合后于80℃下浸泡1h，真空抽滤得滤液，滤液经无水乙醇沉淀后将沉淀置于50℃干燥即得木聚糖。
（2）制备粗酶液：
a.制备产酶培养基：将风干的玉米芯与营养盐溶液以固液比1:1（g/mL）混合并搅拌，并于120℃灭菌30min。其中，营养盐溶液包括1.3份硫酸铵、0.9份氯化钙以及1份磷酸二氢钾。
b.将产酶培养基置于25℃下固体发酵60h后加水搅拌，浸泡12h后过滤得滤液即得粗酶液。
（3）制备木聚糖酶剂：
a.将步骤（1）制得的木聚糖通过步骤（2）制得的滤液酶解，超滤分离得到透过液和截留液。
b.以截留液为碳源，尿素、硫酸铵和蛋白质为氮源，并按碳氮比3:1的比例混合制成液体培养基，灭菌冷却后接入里式木霉菌丝悬浮液，于28℃、150r/min下摇瓶培养60h后，在1500/min转速下离心10min，收集上清液得到木聚糖酶。
（4）酶解：
a.制备介孔硅载体：将CTAB、1mol/L硅酸钠溶液与去离子水以体积比1:3:500混合后加热至80℃，加0.7wt%TEOS搅拌2h后以12000r/min的转速离心4min，取沉淀并醇洗2次；将沉淀浸渍于比例为0.6:100（g/mL）的硝酸铵、乙醇混合液，并于60℃下回流1h后取沉淀醇洗、水洗2次后过滤干燥即得介孔硅载体。
b. 将木聚糖酶负载到介孔硅载体：将介孔硅载体分散于40%乙醇溶液中，加入1wt%APTES搅拌40h，以无水乙醇洗涤3次后向其中加入溶于硼酸盐缓冲液的木聚糖酶，并于35℃搅拌3h后用硼酸缓冲液冲洗3遍。
c.进行木聚糖的酶解，酶解后经过超滤将木聚糖酶和制得的低聚木糖分离，截留的木聚糖酶可循环使用。
将制备得到的低聚木糖加去离子水制成溶液，注入高效液相色谱仪，经色谱分离，根据保留时间定性和与峰面积比较进行定量分析，证明制备得到的为低聚木糖，低聚木糖的纯度为71%。
实施例2
一种功能性低聚木糖的酶解高效制备工艺方法，包括以下步骤：
（1）制备木聚糖：将风干的蔗渣粉碎成1cm左右的颗粒，并将其与浓度为8%的氢氧化钠溶液以1g:10mL的比例混合后于90℃下浸泡2h，真空抽滤得滤液，滤液经无水乙醇沉淀后将沉淀置于55℃干燥即得木聚糖。
（2）制备粗酶液：
a.制备产酶培养基：将风干的蔗渣与营养盐溶液以固液比1:1（g/mL）混合并搅拌，并于130℃灭菌45min。其中，营养盐溶液按照质量份包括1.4份硫酸铵、1.1份氯化钙以及1.2份磷酸二氢钾。
b.将产酶培养基置于27℃下固体发酵65h后加水搅拌，浸泡15h后过滤得滤液即得粗酶液。
（3）制备木聚糖酶剂：
a.将步骤（1）制得的木聚糖通过步骤（2）制得的滤液酶解，超滤分离得到透过液和截留液。
b.以截留液为碳源，尿素、硫酸铵和蛋白质为氮源，并按碳氮比4:1的比例混合制成液体培养基，灭菌冷却后接入里式木霉菌丝悬浮液，于29℃、160r/min下摇瓶培养70h后，在1750/min转速下离心12min，收集上清液得到木聚糖酶。
（4）酶解：
a.制备介孔硅载体：将CTAB、1mol/L硅酸钠溶液与去离子水以体积比1:3.5:500混合后加热至85℃，加0.8wt%TEOS搅拌2.5h后以13000r/min的转速离心5min，取沉淀并醇洗2次；将沉淀浸渍于比例为0.8:100（g/mL）的硝酸铵、乙醇混合液，并于65℃下回流1.5h后取沉淀醇洗、水洗2次后过滤干燥即得介孔硅载体。
b. 将木聚糖酶负载到介孔硅载体：将介孔硅载体分散于45%乙醇溶液中，加入1.1wt%APTES搅拌41h，以无水乙醇洗涤4次后向其中加入溶于硼酸盐缓冲液的木聚糖酶，并于37℃搅拌4h后用硼酸缓冲液冲洗3遍。
c.进行木聚糖的酶解，酶解后经过超滤将木聚糖酶和制得的低聚木糖分离，截留的木聚糖酶可循环使用。
将制备得到的低聚木糖加去离子水制成溶液，注入高效液相色谱仪，经色谱分离，根据保留时间定性和与峰面积比较进行定量分析，证明制备得到的为低聚木糖，低聚木糖的纯度为79%。
实施例3
一种功能性低聚木糖的酶解高效制备工艺方法，包括以下步骤：
（1）制备木聚糖：将风干的玉米芯、蔗渣混合物粉碎成1cm左右的颗粒，并将其与浓度为10%的氢氧化钠溶液以1g:10mL的比例混合后于100℃下浸泡4h，真空抽滤得滤液，滤液经无水乙醇沉淀后将沉淀置于50℃干燥即得木聚糖。
（2）制备粗酶液：
a.制备产酶培养基：将风干的玉米芯、蔗渣混合物与营养盐溶液以固液比1:1（g/mL）混合并搅拌，并于140℃灭菌60min。其中，营养盐溶液按照质量份包括1.6份硫酸铵、1.2份氯化钙以及1.5份磷酸二氢钾。
b.将产酶培养基置于30℃下固体发酵70h后加水搅拌，浸泡18h后过滤得滤液即得粗酶液。
（3）制备木聚糖酶剂：
a.将步骤（1）制得的木聚糖通过步骤（2）制得的滤液酶解，超滤分离得到透过液和截留液。
b.以截留液为碳源，尿素、硫酸铵和蛋白质为氮源，并按碳氮比5:1的比例混合制成液体培养基，灭菌冷却后接入里式木霉菌丝悬浮液，于30℃、170r/min下摇瓶培养80h后，在2000/min转速下离心15min，收集上清液得到木聚糖酶。
（4）酶解：
a.制备介孔硅载体：将CTAB、1mol/L硅酸钠溶液与去离子水以体积比1:4:500混合后加热至90℃，加1wt%TEOS搅拌3h后以15000r/min的转速离心7min，取沉淀并醇洗3次；将沉淀浸渍于比例为1:100（g/mL）的硝酸铵、乙醇混合液，并于70℃下回流2h后取沉淀醇洗、水洗3次后过滤干燥即得介孔硅载体。
b. 将木聚糖酶负载到介孔硅载体：将介孔硅载体分散于50%乙醇溶液中，加入1.2wt%APTES搅拌42h，以无水乙醇洗涤5次后向其中加入溶于硼酸盐缓冲液的木聚糖酶，并于40℃搅拌5h后用硼酸缓冲液冲洗4遍。
c.进行木聚糖的酶解，酶解后经过超滤将木聚糖酶和制得的低聚木糖分离，截留的木聚糖酶可循环使用。
将制备得到的低聚木糖加去离子水制成溶液，注入高效液相色谱仪，经色谱分离，根据保留时间定性和与峰面积比较进行定量分析，证明制备得到的为低聚木糖，低聚木糖的纯度为88%。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (6)
1.一种功能性低聚木糖的酶解高效制备工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）制备木聚糖：以富含木聚糖植物为原料制得木聚糖；
（2）制备粗酶液：以富含木聚糖植物培养基作为产酶培养基，于25-30℃下固体发酵60-70h后加水搅拌，浸泡12-18h后过滤得滤液；
（3）制备木聚糖酶剂：将步骤（1）制得的木聚糖通过步骤（2）制得的滤液酶解，超滤分离得到透过液和截留液；以截留液为碳源，尿素、硫酸铵和蛋白质为氮源，并按碳氮比3:1-5:1的比例混合制成液体培养基，灭菌冷却后接入里式木霉菌丝悬浮液，于28-30℃、150-170r/min下摇瓶培养60-80h后，在1500-2000r/min转速下离心10-15min，收集上清液得到木聚糖酶；
（4）酶解：将步骤（3）制得的木聚糖酶负载到介孔硅载体后，进行木聚糖的酶解，经过超滤将木聚糖酶和制得的低聚木糖分离，截留的木聚糖酶可循环使用。
2.根据权利要求1所述的一种功能性低聚木糖的酶解高效制备工艺方法，其特征在于：所述富含木聚糖植物为玉米芯、蔗渣、棉籽壳、稻、麦、竹和麸皮中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种功能性低聚木糖的酶解高效制备工艺方法，其特征在于：所述步骤（1）包括以下步骤：将富含木聚糖植物与浓度为5-10%碱液以固液比1:10混合后于80-100℃下浸泡1-4h，真空抽滤得滤液，滤液经无水乙醇沉淀后将沉淀于50-60℃干燥即得木聚糖。
4.根据权利要求1所述的一种功能性低聚木糖的酶解高效制备工艺方法，其特征在于：所述富含木聚糖植物培养基制备方法：将富含木聚糖植物与营养盐溶液以固液比1:1混合并搅拌，并于120-140℃灭菌30-60min；所述营养盐溶液按照质量份包括1.3-1.6份硫酸铵、0.9-1.2份氯化钙以及1-1.5份磷酸二氢钾。
5.根据权利要求1所述的一种功能性低聚木糖的酶解高效制备工艺方法，其特征在于：所述介孔硅载体的制备方法：将CTAB、1mol/L硅酸钠溶液与去离子水以体积比1:3:500 -1:4:500混合后加热至80-90℃，加0.7-1wt% TEOS搅拌2-3h后以12000-15000r/min的转速离心4-7min，取沉淀并醇洗2-3次；将沉淀浸渍于固液比为0.6:100-1:100的硝酸铵、乙醇混合液，并于60-70℃下回流1-2ｈ后取沉淀醇洗、水洗2-3次后过滤干燥。
6.根据权利要求1所述的一种功能性低聚木糖的酶解高效制备工艺方法，其特征在于：将木聚糖酶负载到介孔硅载体的方法为：将介孔硅载体分散于浓度为40-50%乙醇溶液中，加入1-1.2wt% APTES搅拌40-42h，以无水乙醇洗涤3-5次后向其中加入溶于硼酸盐缓冲液的木聚糖酶，并于35-40℃搅拌3-5h后用硼酸缓冲液冲洗3-4遍。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810915196.5A CN108949860B (zh) | 2018-08-13 | 2018-08-13 | 一种功能性低聚木糖的酶解高效制备工艺方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810915196.5A CN108949860B (zh) | 2018-08-13 | 2018-08-13 | 一种功能性低聚木糖的酶解高效制备工艺方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108949860A CN108949860A (zh) | 2018-12-07 |
| CN108949860B true CN108949860B (zh) | 2021-08-27 |
Family
ID=64469408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810915196.5A Active CN108949860B (zh) | 2018-08-13 | 2018-08-13 | 一种功能性低聚木糖的酶解高效制备工艺方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108949860B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110713998B (zh) * | 2019-11-29 | 2021-11-02 | 江南大学 | 一种阿拉伯木聚糖降解酶系的制备方法及其应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1364911A (zh) * | 2002-01-21 | 2002-08-21 | 南京林业大学 | 一种植物纤维原料酶降解制备低聚木糖的方法 |
| CN101624584A (zh) * | 2009-07-21 | 2010-01-13 | 北京工商大学 | 一种内切型木聚糖酶的制备方法 |
-
2018
- 2018-08-13 CN CN201810915196.5A patent/CN108949860B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1364911A (zh) * | 2002-01-21 | 2002-08-21 | 南京林业大学 | 一种植物纤维原料酶降解制备低聚木糖的方法 |
| CN101624584A (zh) * | 2009-07-21 | 2010-01-13 | 北京工商大学 | 一种内切型木聚糖酶的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 低聚木糖生产用木聚糖酶的选择性合成;毛连山;《现代化工》;20040731;第24卷;第132页右栏倒数第1-2段，第133页左栏第1段、1.2第1段，第134页左栏2.4倒数第2段、右栏第1段、右栏3第1-3行 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108949860A (zh) | 2018-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dhillon et al. | Green synthesis approach: extraction of chitosan from fungus mycelia | |
| CN1184237C (zh) | 一种甲壳低聚糖的制备方法及应用 | |
| CN101466843B (zh) | 由纤维素、热纤梭菌细胞以及由这些细胞表达的纤维素酶形成的三元复合物介导的水解纤维素的方法 | |
| Ma et al. | Categories and biomanufacturing methods of glucosamine | |
| CN108085353B (zh) | 一种利用昆虫几丁质酶降解固体几丁质生产n-乙酰氨基葡萄糖的方法 | |
| CN101821397A (zh) | 从发酵微生物中提高有机物产生的方法和组合物 | |
| CN105431534A (zh) | β－1，3－葡聚糖酶、多核苷酸、重组载体、转化体、β－1，3－葡聚糖酶的制造方法、酶制剂及低分子化裸藻淀粉的制造方法 | |
| CN108118020A (zh) | 纤维素降解微生物的培养基、制备及其应用 | |
| CN111349565B (zh) | 一种高生物量和高蛋白量的蛋白核小球藻培养方法 | |
| CN104745656B (zh) | 一种利用热凝胶发酵液直接生产β‑1,3‑葡寡糖的方法 | |
| CN106496351A (zh) | 一种高效提取海藻中营养物质的方法 | |
| CN104846035A (zh) | 一种田菁酶法制备半乳甘露低聚糖的方法 | |
| CN101914589A (zh) | 利用微生物生产低聚木糖的新方法 | |
| Zhou et al. | A novel thermophilic exochitinase ChiEn3 from Coprinopsis cinerea exhibits a hyperhydrolytic activity toward 85% deacetylated chitosan and a significant application to preparation of chitooligosaccharides from the chitosan | |
| CN108949860B (zh) | 一种功能性低聚木糖的酶解高效制备工艺方法 | |
| CN101294172A (zh) | 一种米糠中γ-氨基丁酸(GABA)的生物富集法 | |
| CN100345976C (zh) | 一种以汽爆秸秆为原料发酵生产黄原胶的方法 | |
| CN101857890A (zh) | 一种生物转化甜菊糖中甜菊苷为甜菊双糖苷的方法 | |
| CN102286414B (zh) | 一株几丁质降解菌株及其制备几丁寡糖的方法 | |
| CN112592914A (zh) | 一种专用绿藻多糖裂解酶及其生产工艺 | |
| CN105950676B (zh) | 一种制备、分离以及纯化聚谷氨酸的工艺 | |
| CN1884563A (zh) | 一种以汽爆秸秆为原料发酵生产柠檬酸的方法 | |
| CN106191180B (zh) | 利用发酵废弃菌体和农业废弃物联合制备聚谷氨酸的方法 | |
| CN112300945B (zh) | 一种黑曲霉固态发酵产饲用复合酶制剂及其制备工艺 | |
| CN1298846C (zh) | 半连续固态发酵－浸提耦合生产纤维素酶方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220118 Address after: 401120 Room 405, room 1, floor 4, building 11, No. 106, west section of Jinkai Avenue, Dazhulin street, Liangjiang New Area, Yubei District, Chongqing Patentee after: Good medicine guide (Chongqing) Technology Co.,Ltd. Address before: 313000 101-104, 1st floor, building 4, Sunshine Industrial Park (Anji science and Technology Pioneer Park Co., Ltd.), Dipu street, Anji County, Huzhou City, Zhejiang Province Patentee before: ANJI AIGE SAISI BIOTECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240912 Address after: 313000 101-104, 1st floor, building 4, Sunshine Industrial Park (Anji science and Technology Pioneer Park Co., Ltd.), Dipu street, Anji County, Huzhou City, Zhejiang Province Patentee after: ANJI AIGE SAISI BIOTECHNOLOGY Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 401120 Room 405, room 1, floor 4, building 11, No. 106, west section of Jinkai Avenue, Dazhulin street, Liangjiang New Area, Yubei District, Chongqing Patentee before: Good medicine guide (Chongqing) Technology Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| TR01 | Transfer of patent right |