小麦芽内切-β-(1,4)-D-木聚糖酶对麸皮中水溶性木聚糖降解作用

摘要

小麦及小麦芽广泛应用于食品工业中。阿拉伯木聚糖（AX）是构成小麦细胞壁的非淀粉多糖。在啤酒酿造过程中，小麦水溶性阿拉伯木聚糖（WEAX）影响麦汁及啤酒黏度、过滤速度，对成品啤酒的泡沫性能、醇厚性、浊度等起重要作用。在面制品中WEAX有利于改善面制品品质，面粉中增加WEAX，能提高面团的持水性和机械强度，降低烤焙过程中CO2扩散速率，提高气泡稳定性，延长烘焙面团膨胀时间，改善面团内部结构，增大烘焙面团体积。虽然小麦籽粒中AX含量只有1.5％~2.5%，而麸皮中含量高达20%~25%。AX降解需要一系列有效的降解酶系统，其中，内切-β-1,4-D-木聚糖酶是最主要降解酶。本文以小麦麸皮为原料，研究了水溶性阿拉伯木聚糖（WEAX）的提取纯化方法，确定了提取时间、提取温度以及料水比对 WEAX提取得率的影响；并优化了硅胶的添加量、乙醇浓度对 WEAX纯化效果的影响；由小麦芽中提取了内切-β-(1,4)-D-木聚糖酶，研究了纯化内切-β-(1,4)-D-木聚糖酶对麸皮 WEAX的降解作用，分析了木聚糖酶的降解前后反应体系黏度与WEAX分子量变化。主要研究结果如下：
　　（1）对小麦麸皮中WEAX分离纯化方法进行了优化。研究结果表明，优化后提取时间为90 min、提取温度为55℃、物料比1:6；提取液煮沸10 min、硅胶添加量1:200（m蛋白质：m硅胶）、醇沉乙醇浓度85%时可获得高纯度的WEAX。
　　（2）获得的WEAX纯品进行了气相色谱单糖组分分析及凝胶过滤层析分子量测定。测定结果为，纯化出的产品中WEAX含量为70.89%，A/X值为0.44；所得产品中多糖重均分子量主要集中在6.20×105 Da、7.88×104Da、1.80×104 Da，分别占31.56%，27.93%和31.81%。
　　（3）WEAX的酶解分析。将0.1 mg/mL的小麦芽内源性内切-β-(1,4)-D-木聚糖酶添加至10 mg/mL的WEAX中进行酶解反应，反应体系温度为45℃，反应pH值7.0，反应3 h后煮沸灭酶，-20℃贮存用于下一步分析。实验结果显示，未加酶液的10 mg/mL的WEAX对照组溶液黏度为1.24±0.01mPa·s，A/X值为0.44，Mw主要分布在3.97×105 Da、7.89×104 Da、2.02×104 Da，所占比例分别为7.33%、74.95%、13.49%；加入酶液的试验组溶液黏度为1.15±0.02 mPa·s，Mw主要分布于8.74×104 Da、2.49×104 Da、1.35×103 Da，所占比例分别为59.91%、18.46%、15.10%，酶解后浓溶液黏度显著降低，104 Da的大分子物质发生了酶解反应。

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1. 引言

1.1 麸皮

1.2 小麦

1.3 阿拉伯木聚糖

1.4 阿拉伯木聚糖酶

1.5 AX对食品加工的影响

1.6 研究背景及意义

1.7 主要研究内容与目标

2. 材料与方法

2.1 试验材料

2.2 主要试剂

2.3 主要仪器

2.4 试验方法

2.5 分析方法

2.6 数据分析

3. 结果与分析

3.1 麦麸中WEAX最佳提取条件的确定

3.2 最佳WEAX纯化条件的确定

3.3 纯化WEAX单糖组分及分子量测定

3.4 WEAX酶解实验

4.讨论

4.1 AX的分析方法

4.2 AX的纯化方法

4.3 WEAX的酶解分析

4.4 进一步研究

5. 结论

参考文献

致谢