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淀粉糖是一种理想的食用糖源;虽工业化生产已经有相当长的历史,我国淀粉糖的年产量也在千万吨以上,但尚有很多基础性的问题没有深入研究。例如,淀粉转化为具体糖品的选择性问题、低温液化问题、pH值对液化过程的影响,单一酶和复合酶的运用问题,离子参杂对酶的激活作用,液化糖化同步进行的可行性问题、淀粉液化过程中DE值控制与分子量分布问题等。本文从影响酶的作用因素角度对上述问题进行深入探讨,为革新工业化生产淀粉糖工艺提供理论基础。
首先,探讨了研究方法和表征方法。分析原淀粉成份:水分、蛋白质、脂肪、淀粉以及还原糖;测定液体α-淀粉酶和糖化酶酶活;确定水杨酸法(DNS法)测定还原糖的紫外吸收波长为540nm,建立还原糖标准曲线方程。
其次,研究单一酶体系中低温水解淀粉的基础化学问题。经单因素实验,确定单一酶制备多糖的条件:α-淀粉酶,添加酶量6m1(31.2U),pH4.5(1M HC1调节),温度40℃,淀粉5.0g,控制时间得到DE值10.95到22.04的淀粉糖分布条件;证实C1相对柠檬酸根离子具有稳定和激活剂的作用。糖化酶,添加酶量54μl,pH4.0,温度60℃,淀粉5.0g;控制时间得到DE值8.49到62.01的淀粉糖分布条件;Cl相对乙酸根离子在温度变化下,稳定和激活剂的作用不明显。
再次,复酶直接作用原淀粉的研究,选用不同缓冲液作为酶的缓冲体系。乙酸-乙酸钠缓冲液最佳条件为:淀粉酶/糖化酶比例为1:4,温度为60℃,pH4.0,时间4 h;此条件下,DE值为64.21。柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液为:淀粉酶/糖化酶比例为1:4,温度为50℃,pH5.0,时间4 h;此条件下,DE值为71.99。
再次,离子交换法脱盐纯化淀粉糖的研究,实验表明DOISS结合D301T的脱盐效果最佳。分别研究脱盐时间、脱盐温度、树脂用量对两种树脂脱盐效果的影响,脱盐率可达84.14%;并确定两种树脂的洗脱体积为8:1、7:1。
最后,对水解后淀粉以及纯化后的多糖溶液的进行红外光谱分析和凝胶色谱分析。水解后的淀粉在2930cm-1、1154 cm.1-1020 cm-1的吸收峰相对原淀粉变弱,证明-CH2和C-O-C醚键量大量减少;GPC(凝胶色谱分析)分析淀粉糖分子量,表明淀粉糖的数均分子量、峰位分子量不随DE值的增大而成相应的减小趋势,分子量分布的范围却随着DE值的增大而集中;其分子量分布受作用条件的影响。