文摘

本研究开发了一个简单的两步过程来生产低聚异麦芽糖(imo)从低成本的甘薯淀粉(SPS)。各种反应参数对国际海事组织的合成过程的步骤是系统地调查。结果表明,Spezyme字母x酶是最适合于液化的一步。低聚糖组件的内容,包括G₁- g₁₀和G₂- g₆,达到73.95±0.02%和49.24±3.19%,液化后分别。同步糖化和转糖基作用(SST)反应后的SPS液化后α淀粉酶活性是无效的。这个反应是同时治疗β淀粉酶、支链淀粉酶和α-transglucosidase。各种反应参数的影响,包括溶液的pH值、反应温度、酶用量,反应时间,反应合成对海温国际海事组织从SPS充分研究。结果表明,浓度最高的国际海事组织(搞笑_234年)达到68.85±1.82 g / L的最佳条件。原始国际海事组织是由添加的净化酿酒酵母var。diastaticus是134酵母细胞在这个过程的最后一步。特别是,对海温的合成反应从SPS海温反应时间缩短了国际海事组织三次与其他国际海事组织的三步合成过程。这些发现表明,SPS-derived国际海事组织可以应用作为小说和廉价的生命起源以前的医疗产品为人类胃肠道健康,减肥者和糖尿病患者。

1。介绍

低聚异麦芽糖(imo) glucosyl糖类包含一个或多个α1,有或没有6-glycosidic联系α[1,4 -糖苷键1]。商业国际海事组织糖浆是公认的混合物glucosyl糖类与α1,6-glycosidic联系α在其组成[1,4 -糖苷键2,3]。国际海事组织的结构特点是他们的聚合度(DP)(从2到10),联系类型(α1 - 2、3、4,或6-glycosidic)和比例以及每种类型的连杆的位置(4]。聚合度和之间的比例α1,4-glycosidic链接和其他债券是重要的因素决定的能力消化和代谢国际海事组织通过肠道微生物区系(5,6]。最丰富的和公认国际海事组织异麦芽糖/功能组件α-D-Glcp(1⟶6)α-D-Glcp(搞笑₂),isomaltotriose /α-D-Glcp(1⟶6)α-D-Glcp- (1⟶6)-D-Glcp(搞笑₃),isomaltotetraose /α-D-Glcp(1⟶6)(α-D-Glcp- (1⟶6))₂-D-Glcp(搞笑₄),缩写为搞笑_234年(3]。最近的研究报道,主要成分中发现的商业国际海事组织由异麦芽糖(搞笑₂)、潘糖isomaltotriose(搞笑₃)和isomaltotetraose(搞笑₄)[7]。这可能与来自transglucosidase酶的能力黑曲霉主要存在于短链低聚糖基质(1,8]。具体地说,妞妞et al。4)成立了国际海事组织浓度计算合成的酶鸡尾酒基于获得的和搞笑的浓度₂,搞笑₃和潘糖。同时,崔et al。7)也计算出了国际海事组织浓度提取板栗淀粉搞笑的总浓度₂,搞笑₃和潘糖。从香蕉粉获得的国际海事组织总浓度和搞笑₃和搞笑₄(9]。

国际海事组织的是潜在的益生元,帮助提高体内有益微生物区系。例如,双歧杆菌粪便中发现显著增加当人类应用国际海事组织来自不同来源(10- - - - - -13),以及增加的再生产乳酸杆菌(10,11]而抑制nonbeneficial细菌等perfringens梭状芽胞杆菌在老鼠和人类肠道(10当使用国际海事组织。另一方面,大肠杆菌和其他致病菌无法代谢国际海事组织(14]。国际海事组织已经被证明有较低的血糖指数(15,16)和anticonstipation效应(17)和降低血液中的胆固醇。

大多数商业国际海事组织一直保持酶的产生从一个广泛的淀粉通过transglycosyl行动(3]。国际海事组织的传统合成淀粉参与三步过程液化,糖化,transglycosidation分离。首先,淀粉分解成α-(1、4)有关α-D-glucooligosaccharides使用α淀粉酶、支链淀粉酶和β淀粉酶。在下一步中,α-(1、4)有关α-D-glucooligosaccharides继续被转换成α-(1,6)与低聚糖α-transglucosidase [18]。然后在transglycosidation步骤,transglucosidase通常执行两个任务:(1)的水解α-D-glucooligosaccharides和(2)转移glucosyl集团6的葡萄糖。过程结束时,旁边的理想产品异麦芽糖、潘糖形成的transglycosidation glucosyl d -葡萄糖和麦芽糖,分别,这个过程也会产生大量的葡萄糖和α-(1,4)低聚物(主要是麦芽糖)作为副产品(7,19]。这些不洁净的副产品需要从国际海事组织获得的产品。据报道,transglucosidase存在于各种真菌,如黑曲霉(1),Aureobasidium支链淀粉(20.),曲霉属真菌carbonarius(21),Thermoanaerobacter thermocopriae(22),而曲霉属真菌nidulans(23]。然而,transglucosidase从这些类型的真菌中提取低纯度的国际海事组织。此外,neopullulanase枯草芽孢杆菌(24)据报道,包含的函数(1,6)转糖基作用结合α淀粉酶对淀粉的合成高纯度国际海事组织。提高效率已报告国际海事组织合成的酶组合在生产过程中使用。同时催化的作用α淀粉酶,其次是同时发生的β淀粉酶和α-transglucosidase以木薯淀粉为基质解放异麦芽糖含量高,isomaltotriose,潘糖(25]。此外,国际海事组织和oligodextrans也从蔗糖合成dextransucrase使用酶和葡聚糖酶26]。Fungamyl和耦合α-transglucosidase提高生产力的国际海事组织生产和缓解抑制葡萄糖的行动α葡糖苷酶在转糖基作用步骤(27]。因此,三种β淀粉酶、支链淀粉酶和transglucosidase同时补充到SST反应国际海事组织最高渴望缩短所需的时间集中在这项研究。的策略是基于组合β淀粉酶和支链淀粉酶对淀粉糖化获得更高的内容低残留的麦芽糖和麦芽三糖麦芽糊精,导致高位转糖基作用的底物。同时,存在transglucosidase酶溶液中立即导致转糖基作用,生成的国际海事组织,在其中α-(1,6)联系形成后转糖基作用不是由支链淀粉酶攻击,因为国际海事组织合成工艺的产品不符合支链淀粉酶的基质的性质28]。特别是,在国际海事组织合成过程的最后一步,酿酒酵母var。diastaticus是134酵母细胞应用于消除不良糖类如葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖纯度进一步提高获得国际海事组织。

很明显,一个三步合成过程的国际海事组织各种淀粉来源展出许多缺点由于消耗大量的时间和成本失活酶的活动,调节反应参数反应完成后与后合适的反应。因此,开发一个两步的简单合成过程的国际海事组织应该应用于克服上述三步过程的缺点。

由于拥有许多优点,生产国际海事组织从各种来源的研究得到了越来越多的学者的关注。在国际海事组织已经发现在传统的产品,如蜂蜜(29日),味噌(30.),和为了31日),国际海事组织产生各种淀粉来源如木薯淀粉(25,32),玉米淀粉4],大米淀粉[1],香蕉淀粉[9],甘蔗植物[33],板栗淀粉(7]。

红薯是全世界最受欢迎的淀粉来源之一。特别是,甜土豆种植在越南的农业土地丰富的浓度和非常便宜的价格。联合国粮食及农业组织(粮农组织)报道,红薯在越南生产的数量在2019年约为1402350吨,占世界总产量的大约0.98%34]。在这项研究中,黄平君长甘薯生长在贫瘠的土地的Bac江省,那里是热带季风气候,年平均温度、降水量、空气湿度的23.2°C (23.8°C, 1400 - 1730毫米,和83年的84%,分别被用来产生国际海事组织。除此之外,主要的红薯的功能组件是淀粉、维生素、矿物质和直链淀粉已被证明是有益健康的功能(19]。这些组件适合国际海事组织的生产。因此,甘薯淀粉有潜力作为国际海事组织的生产高质量的原材料。然而,我们所知,国际海事组织生产的红薯还没有调查到目前为止,特别是从甘薯淀粉生产国际海事组织通过一个两步过程使用同步糖化和转糖基作用。

因此,本研究的目的是合成imo产品来源于甘薯淀粉作为人类胃肠健康的功能性食品成分,减肥者和糖尿病患者。达到这一目标,一个简单、廉价、高效的两步合成过程的国际海事组织甘薯淀粉开发使用同步糖化和转糖基作用。除此之外,各种反应参数的影响,包括各种酶制剂、酶用量、溶液pH值,反应温度,反应时间,国际海事组织的总体合成过程从SPS系统地调查选择国际海事组织生产的最优条件。获得产品使用HPLC-RID国际海事组织的合成过程进行了分析。

2。材料和方法

2.1。材料和试剂

黄平君长红薯(番薯甘薯)从越南日元区收获,Bac江省,越南。Liquozyme SC DS和Termamyl SC DS酶制剂获得诺维信(丹麦),而Spezymeα和Spezyme字母x酶制剂从杜邦(美国)购买;β淀粉酶从大麦中获得,而transglucosidase酶黑曲霉和支链淀粉酶平方米地衣芽孢杆菌买来Sigma-Aldrich(美国)。异麦芽糖(搞笑₂)和isomaltotriose(搞笑₃)获得Megazyme(美国)。葡萄糖(G₁)、麦芽糖(G₂)、麦芽三糖(G₃),maltotetraose (G₄),maltopentaose (G₅),maltohexaose (G₆),maltoheptaose (G₇),maltooctaose (G₈),maltononaose (G₉)和maltodecaose (G₁₀)从Sigma-Aldrich购买(美国)。Isomaltotetraose(搞笑₄从TCI,日本。所有其他试剂和化学物质被用作收到没有进一步净化。

酿酒酵母var。diastaticus是134酵母细胞被Lesaffre从Fermentis获得。

2.2。分析方法

2.2.1。总碳水化合物的浓度

总碳水化合物浓度测定的基础上,研究Dubois et al。35]。首先,10毫克样品的准确金额转移到试管中,同时加入0.2毫升乙醇(80°)和1.0毫升的DMSO溶液(90%)的混合物。试管是完全动摇样品匀浆。后来,试管站10分钟在室温(25±2°C)。在下一步中,2.0毫升的沸腾的双重蒸馏水被补充进试管,煮15分钟。解决方案被冷却和添加蒸馏水,直到达到10毫升的解决方案。获得的解决方案是不断稀释10倍实现解决方案B, B 1.0毫升的解决方案是用移液器吸取并转移到试管。同时,1.0毫升的苯酚和5.0毫升的集中H₂所以₄被添加到这个试管。反应发生在这个试管是维持20分钟的接触时间。解决方案是最终分析了紫外可见分光光度计(photoLab 6600年,德国)λ= 490海里总碳水化合物浓度的测定。

2.2.2。α淀粉酶测定

淀粉酶的活性α淀粉酶制剂决心根据Ceralpha方法由Megazyme指示(36]。方法的原理是基于对硝基苯maltoheptaoside nonreducing-end阻塞的水解(BPNPG7)α淀粉酶对硝基苯maltosaccharide形式。在那之后,α葡糖苷酶在溶液中存在被激活的分词这水解反应,葡萄糖和自由p-nitrophenol形式。的反应,反应的解决方案变成黄色。最后,p-nitrophenol决心根据标准系数(36]。

在这项研究中,试验的过程α淀粉酶是表现如下:首先,一个0.2毫升BPNPG7衬底转移到试管中,在40°C preincubated 5分钟。与此同时,稀释α淀粉酶HR试剂溶液(无缓冲的)也在40°C preincubated 5分钟。在下一步中,上面一个preincubated 0.2毫升的稀释α淀粉酶制剂直接添加到包含BPNPG7衬底试管的底部。试管是不断在40°C的环境完全10分钟。潜伏期的最后10分钟,一个确切的量3.0毫升的停止试剂混合物中补充,在试管中大力动摇了。最后,测量结果的解决方案和空白样品使用紫外可见分光光度计(photoLab 6600年,德国)λ= 400海里。一个酶活力单位是指酶的数量,在耐热性的过剩α葡糖苷酶,需要发布一个微摩尔的p-nitrophenol BPNPG7定义的试验条件下在一分钟。活动单元称为Ceralpha单元(CU)。

2.2.3。β淀粉酶测定

β据betamyl-3淀粉酶活性测定方法(37]。首先,betamyl-3衬底(PNP型βg3)解决方案在40°C preincubated大约5分钟。同时,0.2毫升的稀释酶溶液转移到试管中,在40°C preincubated大约5分钟。在每一个包含稀释酶试管,0.2毫升的PNP型βg3补充。管当时完全动摇,在40°C的环境完全10分钟。潜伏期的最后10分钟,3.0毫升的停止试剂添加到试管并大力达到均匀混合搅拌。最后,结果混合物和空白样品测量使用紫外可见分光光度计(photoLab 6600年,德国)λ= 400海里。一个单位的酶活性被定义为酶的数量β淀粉酶需要发布1微摩尔的p硝基酚从PNP型βg3 / 1分钟在定义的试验条件下,它称为betamyl-3单位。转换从betamyl-3活动单位根据Megazyme IU单位后的指示。

2.2.4。支链淀粉酶测定

支链淀粉酶的原则分析方法Megazyme紧随其后的指令38]。在这项研究中,分析支链淀粉酶,首先,两支链淀粉酶和红色Rullulan衬底在40°C preequilibrated 5分钟。然后,添加1.0毫升preequilibrated酶解0.5毫升preequilibrated红色的支链淀粉的解决方案。搅拌混合和孵化40°C 10分钟。停止反应通过添加2.5毫升乙醇(95% v / v)和摇动10秒。允许在室温下反应管平衡了10分钟。管是离心机10分钟和上层清液收集测量支链淀粉酶活性λ= 510海里。制备的空白样品乙醇添加到红色的支链淀粉衬底之前添加的酶。支链淀粉酶的活性是由参考[提供的标准曲线(38])。

2.2.5。Transglucosidase化验

Transglucosidase活动是决定使用麦芽糖作为衬底改编自前研究[27]。transglucosidase酶是孵化为1% (w / w)麦芽糖溶液在40°C 0.5毫米醋酸钠缓冲(pH值4.0)15分钟。停止了反应混合物煮10分钟。释放葡萄糖的量测量使用GOD-POD工具包(Megazyme)。一个单位的酶活性被定义为所产生的酶的数量1μ在上述条件下葡萄糖的摩尔每分钟。

2.3。甘薯淀粉的制备

甘薯淀粉(SPS)制备后立即从新鲜块茎收获。首先,红薯是用水清洗几次去除污垢。接下来,红薯是用刀切成小片由搅拌器和地面。地面红薯被筛选60,100,和200 -网格筛子获得纯淀粉。残留物被移除。解决方案包含淀粉就满足于6小时。最终的解决方案提供了获得纯淀粉和消除水和杂质表面的淀粉。沉降过程重复3次。最后,得到湿淀粉和干40°C,直到其湿度达到10%左右。淀粉鲜重的基础上计算萃取率为11.58%。 The products were stored in plastic bags at 4°C for next experiments.

2.4。从甘薯淀粉合成过程的国际海事组织

国际海事组织的合成过程从红薯如图1。

处理国际海事组织从红薯详细描述如下。

2.4.1。液化

首先,干甘薯淀粉(SPS)溶解在乙酸缓冲的pH值5.8到25% (w / v)的淀粉浆。在下一步中,四种酶制剂的Spezyme Xtra, Spezymeα,Termamyl SC DS, Liquozyme SC DS分别补充到反应堆每个酶含量为1.0立方/ g干SPS。反应堆保持大约80 - 85°C 30分钟的反应时间。液化反应结束时,乳酸被添加到反应堆调节溶液的pH值为3。总共1.0毫升的液化液被测量操作系统组件使用HPLC-RID 30分钟的间隔时间。

2.4.2。同步糖化和转糖基作用

液化,液化后的混合物被氢氧化钠pH值调整到5 5 n。3.0 U / gβ淀粉酶,0.8 U / g支链淀粉酶和10.0 U / g transglucosidase同时被添加到混合。混合物在50°C大力动摇了12 h。样本被撤回12 h后测定糖的类型和内容组件。糖的类型和内容组件的示例,包括搞笑₂搞笑₄,使用HPLC-RID测定。停止反应是由混合煮10分钟。

2.4.3。净化甘薯淀粉的国际海事组织

因为国际海事组织产品获得同步糖化和转糖基作用(SST)一步β淀粉酶、支链淀粉酶和α-transglucosidase包含不良糖组件(如葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖,有必要删除这些不受欢迎的副产品。在这项研究中,酿酒酵母var。diastaticus134酵母细胞被申请撤销这些不良的糖。酵母细胞被Lesaffre来自Fermentis后被激活在28°C,持续15分钟。在下一步中,酵母细胞被添加到试管中包含国际海事组织的细胞密度的解决方案酿酒酵母var。diastaticus是134的2×10⁸细胞/毫升(1]。然后,试管是热稳定在28°C。后来,1.0毫升的样品在这个试管被每12 h。试管被加热到95°C 10分钟杀死所有的酵母细胞。混合物是离心机15分钟去除死酵母细胞和上层清液收集定性确定不良使用薄层色谱法(TLC)糖内容。在反应时间点内容的葡萄糖,麦芽糖,和麦芽三糖,酵母细胞产生的样品的解决方案是用来量化HPLC-RID国际海事组织浓度。

2.5。实验设计

2.5.1。实验调查的影响不同α淀粉酶液化酶制剂

实验的目的是找出最合适的α淀粉酶液化反应的基础上确定组件形成低聚糖水解后Spezyme Xtra, Liquozyme SC DS, Spezymeα,Termamyl SC DS酶制剂。

在这个实验中,8.571克的SPS与水分传输的12.5%到50毫升Falcol管。然后,醋酸钠缓冲(pH值5.8)被添加到这猎鹰管到达最后的悬浮液的浓度25% (w / v)的样本总量的30毫升。的α淀粉酶制剂被补充进1铜的混合物与内容/ g干SPS。混合物被加热了25分钟。反应温度保持在80°C的混合与Spezyme Xtra和Liquozyme SC DS和85°C的反应Spezymeα和Termamyl SC DS。经过30分钟的反应时间、酶被集中立即释放乳酸在pH值为3.0。最后,液化后获得的混合物和双重蒸馏水稀释到适当的浓度来确定低聚糖内容由HPLC-RID和残余phenol-sulfuric酸淀粉含量的方法。

2.5.2。实验研究各种反应参数对海温的影响

反应参数影响同步糖化和转糖基作用(SST)包括溶液的pH值、温度、酶用量β淀粉酶、支链淀粉酶和transglucosidase,反应时间。

实验研究溶液pH值对对海温的影响,反应是由不同的pH值在4.0,4.5,5.0和5.5。与此同时,反应温度是固定在50°C,和酶用量β淀粉酶、支链淀粉酶和transglucosidase 3.0 U / g, 0.8 U / g和15.0 U / g,分别在12小时的反应时间。

对实验研究反应温度对对海温的影响,反应参数固定,包括酶的用量β淀粉酶、支链淀粉酶和transglucosidase 3.0 U / g, 0.8 U / g和15.0 U / g,分别从上述实验获得的最优解pH值。同时45之间的反应温度不一,50岁,55岁,60岁,65和70°C。

实验研究的影响β淀粉酶的剂量SST是不同的β淀粉酶的剂量1 U / g, 2 U / g, 3 U / g, 4 U / g, 5 U / g。支链淀粉酶和transglucosidase固定剂量的0.6 U / g和15 U / g,分别。在实验研究中支链淀粉酶用量的影响,支链淀粉酶剂量变化在0.2 U / g, 0.4 U / g、0.6 U / g, 0.8 U / g, 1 U / g同时添加的最佳剂量β淀粉酶从上述实验和transglucosidase剂量的15 U / g。最后,transglucosidase剂量的实验调查的效果是由固定的最佳剂量β淀粉酶和支链淀粉酶从上面获得实验不同的transglucosidase剂量3 U / g, 5 U / g, 10 U / g, 15 U / g, 20 U / g, 25 U / g, 30 U / g。所有反应进行实验调查的影响各种酶对STT维持在最佳pH值和温度实现从上面实验。最后的反应点,酶被释放煮沸10分钟的混合物。接下来,中包含的所有不良糖post-STT解决方案被使用酿酒酵母var。diastaticus134根据程序中描述的部分2.4。3。posttreated混合物被用来确定使用HPLC-RID国际海事组织的成分。

实验调查的合成反应时间对对海温的影响国际海事组织是由不同的反应时间从6小时至48 h。pH值等操作参数最优解决方案,反应温度、剂量从上述实验获得的不同的酶被固定在这个反应。

2.6。反应产物的分析

在这项研究中,不受欢迎的糖组件实验净化国际海事组织使用酿酒酵母var。diastaticus134酵母细胞定性确定使用薄层色谱法(TLC)方法。结果呈现在图S1(补充材料)。TLC方法的细节在本研究改编自39]。1.0μL样品和标准样品含有葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖、异麦芽糖(IMO2)和isomaltotriose (IMO3)被发现在硅胶60 chromatoplates F254(20厘米×20厘米;德国默克公司)由一个吸管10毫米的距离从下到上。发现点之间的距离chromatoplates 10毫米。chromatoplates被干上的发现点来维持他们的大小范围从3到4毫米。后来,chromatoplates浸渍成组成的混合溶剂正丁醇:异丙醇:水50的比例:25:20 (v / v / v) TLC显影罐。这里,溶剂和低聚糖是由毛细力向上移动。溶剂之间的相互作用力的差异,低聚糖成分,薄层原则来确定低聚糖组件在这个示例。

过程结束时,chromatoplate干在室温(25±2°C)。观察低聚糖组件,chromatoplate沉浸到乙醇溶液含有5.0 g / Lα萘酚和50毫升/ L H₂所以₄。最后,chromatoplate拍摄出来,热空气在120°C下干了10分钟。

低聚糖和海事组织成分定量分析了高效液相色谱使用一个检测器。HPLC-RID系统(1290 -安捷伦高效液相色谱)使用HyperREZ XP碳水化合物分析柱和Na⁺(7.7×300毫米)和警卫列对应于HyperREZ XP和碳水化合物Na +(7.7×50毫米)获得热科学、美国。低聚糖标准包括葡萄糖(G₁)、麦芽糖(G₂)、麦芽三糖(G₃),maltotetraose (G₄),maltopentaose (G₅),maltohexaose (G₆),maltoheptaose (G₇),maltooctaose (G₈),maltononaose (G₉)和maltodecaose (G₁₀)。

低聚异麦芽糖标准包括异麦芽糖(搞笑₂),isomaltotriose(搞笑₃)和isomaltotetraose(搞笑₄)。流动相是去离子水(100%)和0.05毫升/分钟的流量。列温度是25°C和注入体积的样品是20μl

所有原料高效液相色谱图提出了国际海事组织在不同实验条件下获得的数据S2- - - - - -S5在补充材料。

2.7。统计分析

所有测试都是在重复执行。实验数据提出了平均值±标准差(SD)。方差分析是利用邓肯的多个测试执行Microsoft Excel 2010下,19日起源和SPSS软件。意义被定义在 。

3所示。结果与讨论

3.1。不同的影响α淀粉酶酶制剂在液化过程

SPS的泥浆的比率为25% (w / v)准备,然后使用合成国际海事组织通过一系列酶促反应,同时包括液化和糖化和转糖基作用。液化反应的目标是选择α淀粉酶酶制剂对低聚糖组分含量最高,G的内容₂G₆比其余的低聚糖更加明显,因为这些基质的形成增加麦芽糖和麦芽三糖,也可以直接使用transglucosidase酶在下一步。因此,增加G的内容₂G₆缩短了同步糖化和转糖基作用时间所需的最大浓度的搞笑_234年。低聚糖的内容组件在液化过程中添加不同的SPSα淀粉酶酶制剂展示在表1。结果在表1显示,使用四个不同α淀粉酶酶制剂导致形成不同的液化原料。水解的Spezyme字母x准备给从G总低聚糖的含量₁G₁₀(G₁- g₁₀)和G₂G₆(G₂- g₆)最高的分别为73.95%和49.24%,。然而,准备Liquozyme SC DS, Termamyl SC DS, SpezymeαG的内容₁- g₁₀和G₂- g₆低于Spezyme字母x的准备。G的内容₁- g₁₀和G₂- g₆分别是Liquozyme SC DS 40.46 - -68.59%, 34.32 Spezymeα为-65.70%和39.56 -69.02% Termamyl SC DS。从表中数据1可以看到,液化形成葡萄糖含量相对较低,仅从0.0到1.68%。同时,淀粉渣形成的数量是相对较小的,酶制剂之间有显著差异,从1.56%降至2.15%。

每个低聚糖水解的解决方案的详细内容α淀粉酶酶制剂在图表示2。什么数据在图中脱颖而出2这是G的内容吗₆在液化解Spezyme字母x达到20.89%是高而Liquozyme SC DS, Spezymeα,Termamyl SC DS。具体而言,G的内容₆为18.07 g / L, 15.79 g / L和17.02 g / L,分别为Liquozyme SC DS, Spezymeα,Termamyl SC DS。然而,大量的G₂G₃,和G₄拥有类似的趋势为所有四个应用酶制剂在液化。与此同时,G的浓度₅当水解形成Spezyme字母x (11.82 g / L)高于其他准备工作(5.85 - -7.86 g / L)。基于这些详细的结果,很明显,每个在液化酶制剂水解性质截然不同的区别。添加Spezyme字母x准备液化反应给了低聚糖浓度最高的组件没有生成低数量的免费的葡萄糖和淀粉渣。此外,温度对液化反应使用Spezyme字母x是80°C低于其他准备触发节能国际海事组织的总体合成过程。特别是,统计分析还表明,低聚糖组分含量有显著区别,葡萄糖,淀粉渣不同酶制剂时被补充到液化反应。因此,Spezyme字母x被评为最好的SPS的液化酶制剂在国际海事组织的合成过程。

3.2。溶液的pH值和温度对风场的影响,国际海事组织的合成

反应溶液的pH值和温度是两个重要的参数影响同步糖化和转糖基作用(SST)β淀粉酶、支链淀粉酶和α从SPS -transglucosidase国际海事组织的形成。调查的结果这些参数对对海温的影响反应的合成从SPS国际海事组织见图3。

在国际海事组织的海温反应合成,酶的β淀粉酶和支链淀粉酶产生更多的麦芽糖和其他低聚糖作为底物α-transglucosidase产生国际海事组织。然而,每个酶展览活动在一定的pH值和温度。即,每一种酶的最佳pH值和温度的值。在这项研究中,国际海事组织(IG的浓度_234年)被搞笑的总和计算₂,搞笑₃,搞笑₄浓度。潘糖没有观察到在这项研究中,因为它的数量逐渐减少,直到年底转糖基作用引起的水解,不产生重要的量α葡糖苷酶(transglucosidase) [3,32]。情节搞笑的浓度_234年与溶液pH值(图3(一个)(图)和不同的反应温度3 (b))表明,国际海事组织的浓度(搞笑_234年)强烈依赖于pH值和温度。

根据制造商的描述(Megazyme),大麦β淀粉酶,支链淀粉酶M2地衣芽孢杆菌,transglucosidase黑曲霉表现出他们的最大活动在pH值和温度的值分别为6.0和60°C, 4.5 - -5.5,则高达55 -°C,分别为4.5和70°C。根据制造商提供的数据,实验调查溶液pH值的影响在本研究中进行了不同pH值从4.0到6.0,添加大麦β淀粉酶、支链淀粉酶和transglucosidase海温反应的剂量3 U / g, 0.6 U / g和15 U / g,分别在55°C 12 h的反应时间。从图可以看出3(一个)有搞笑的浓度的增加_234年当pH值从4.0增加到5.0。最大的搞笑_234年浓度为58.39 g / L的pH值5.0,同时为搞笑的浓度pH值为4.0_234年是最低的。pH值进一步增加到5.5和6.0时,搞笑的浓度_234年看到一个轻微的下降趋势。从这些结果,最合适的pH值范围这三个酶的激活,导致最大浓度的搞笑_234年在5.0和6.0之间。此外,海温反应被选为最佳pH值5.0和这pH值可用于下一个实验。

图3 (b)显示了反应温度对IG的形成的影响_234年浓度从SPS SST的反应。搞笑的浓度_234年增加了反应温度增加时从40到55°C。搞笑的浓度_234年最大化为59.12 g / L 55°C。在50°C,搞笑的浓度_234年为57.5 g / L。统计分析表明,获得了搞笑的浓度没有显著差异_234年在两种情况。此外,由于经济方面,反应温度50°C被选为最优值SST的反应。此外,在图的数据3 (b)还表明,有一个相当大的搞笑的浓度下降_234年当反应温度进一步上升。具体而言,搞笑的浓度_234年是40.82,29.74,和37.16 g / L,分别为60°C, 65°C, 70°C。这项研究的结果清楚地表明,最佳pH值和反应温度与制造商的指令有很好的协议。此外,发现类似的结果报告的妞妞et al。4]。具体地说,研究表明,这三种酶β淀粉酶、支链淀粉酶和transglucosidase获得类似的生物来源表现出超过50%的最大活动pH值从5.0到6.0,反应温度从45到65°C。

3.3。各种酶的用量对风场的影响,国际海事组织的合成

众所周知,大麦β淀粉酶只公布顺序麦芽糖nonreducing结束的淀粉聚合物(9]。来确定剂量的效果β淀粉酶在国际海事组织的合成,不同剂量的β淀粉酶添加到SST的反应。同时支链淀粉酶和transglucosidase被用于所有实验剂量的0.6 U / g和15 U / g,分别在pH值为5.0,反应时间12 h。实现数据表中演示了2。

突出从数据表2是当的用量吗β淀粉酶从1.0 U / 3.0 g / g,搞笑_234年浓度从58.66增加到63.65 g / L,分别。最高的搞笑_234年浓度达到63.65 g / lβ淀粉酶剂量为3.0 U / g。然而,进一步的增加β淀粉酶剂量导致搞笑的浓度下降_234年。具体而言,搞笑的浓度_234年达到62.76 g / L和57.09 g / Lβ淀粉酶剂量的4.0和5.0 U / g,分别。结果表明,存在一个最佳剂量β淀粉酶在海温反应生产SPS的国际海事组织。这些结果可以解释如下:当的用量β淀粉酶是增加到一定程度,国际海事组织增加,因为酶的形成β淀粉酶增强生产更多的麦芽糖和麦芽三糖的SST反应混合物。这导致生产增强transglucosidase[国际海事组织的9]。此外,的存在β淀粉酶的海温也反应催化水解麦芽糊精形成maltooligosaccharide,国际海事组织的一个重要的基质合成(25]。

此外,统计分析表明,有一个好搞笑的浓度之间的相关性_234年当添加β淀粉酶剂量为2.0 U / g, 3.0 U / g和4.0 U / g。然而,有一个更好的相关性在使用的情况下β淀粉酶剂量为2.0 U / g相比1.0 U / g。类似地,β淀粉酶剂量为4.0 U / g给密切相关的例2.0 U / g和3.0 U / g应用β淀粉酶剂量。来自讨论的结果,正如上面提到的,β淀粉酶剂量为3.0 U / g被选为最优值对海温反应合成SPS的国际海事组织。

在这项研究中,支链淀粉酶酶也选择添加到SST反应合成SPS的国际海事组织。支链淀粉酶是一种专门的酶水解α1、因素在淀粉分子40]。支链淀粉酶已经证明了国际海事组织的显著增加产量没有有害影响的国际海事组织质量(4]。这可以解释如下:两个链的支链淀粉酶要求每个链接的α1,6-glycosidic债券包含至少两个α1,4-linked葡萄糖单位。因此,最小的支链淀粉酶的衬底是四糖6²- - - - - -α-maltosylmaltose [28]。与此同时,由于形成的主要产品transglucosidase酶活性没有这种结构形式。确定添加支链淀粉酶对生产的影响国际海事组织通过从SPS海温反应,不同数量的支链淀粉酶M2被补充到反应。的剂量β淀粉酶和transglucosidase 3.0 U / g和15.0 U / g,分别,同时添加到SST的反应。溶液的pH值和反应时间维持在5和12 h,分别。结果如表所示2。从表中的数据可以看出2,搞笑的浓度_234年支链淀粉酶剂量时看到一个显著增加从0.2 U / 0.8 g / g和达到峰值0.8 U / g和69.24 g / L的搞笑_234年。然而,进一步增长的支链淀粉酶剂量导致轻微下降,搞笑的浓度_234年与67.2 g / L为1.0 U /克支链淀粉酶剂量。这些结果是由于支链淀粉酶水解增强α1、因素在淀粉分子28]。特别是,支链淀粉酶和之间的组合β淀粉酶在合适的比例相同的SST反应条件证明了促进代更短链麦芽糖和麦芽糊精导致改善国际海事组织的综合性能(1,7]。此外,高效液相色谱法分析数据还显示,国际海事组织产品的支链淀粉酶治疗的应用没有影响国际海事组织的质量可以忽略不计。特别是,支链淀粉酶没有主要水解α1,6-glycosidic链接在产品混合物(4]。此外,统计分析还表明,搞笑_234年浓度在例0.8 U / g和1.0 U / g有相似之处。因此,支链淀粉酶含量0.8 U / g被选为下一个实验。

在一起β淀粉酶和支链淀粉酶,transglucosidase也添加到SST SPS的国际海事组织的综合反应。transglucosidase各种剂量的影响在国际海事组织的形成是检查,并总结在表结果2。搞笑的_234年从60.84 g / L浓度逐渐增加到67.37 g / L当transglucosidase剂量增加从3.0 U / 10.0 g / g。与此同时,搞笑的浓度_234年呈现出逐步下降趋势时的用量transglucosidase去30 U / g。具体而言,搞笑_234年浓度下降到53.47 g / L transglucosidase用量30 U / g。这个结果可以解释基于transglucosidase属性。因为transglucosidase可以同时水解α1、4-glycosidic和α1,6-glycosidic链接。然而,水解率α1,4-glycosidic链接更快速的α1,6-glycosidic债券的两倍(9]。因此,当transglucosidase浓度高,水解低聚糖基质的速度提升,从而导致释放更多的不受欢迎的免费葡萄糖分子(32]。它会导致减少国际海事组织浓度。此外,国际海事组织产品也可以水解形成高transglucosidase剂量SST的反应。同时,统计分析表明,transglucosidase酶用量为10.0 U / g和15.0 g /给了相同的搞笑_234年浓度。因此,来自经济方面,transglucosidase剂量的10.0 U / g选择下面的实验。

总之,剂量的实验调查效果的各种同步糖化酶和转糖基作用合成国际海事组织选择最优值的酶剂量SST对从SPS产生国际海事组织的反应。这些最佳剂量3.0 U / g、0.8 U / g和10.0 U / g,分别β淀粉酶、支链淀粉酶和transglucosidase。

3.4。反应时间对风场的影响,国际海事组织的合成

实验研究反应时间对液化液是由pH值为5.0,反应温度50°C,和剂量β淀粉酶3.0 U / g,支链淀粉酶0.8 U / g, transglucosidase 10 U / g之间不同的反应时间6小时和48 h。实验结果突出显示在图4。

什么数据在图中脱颖而出4是有边际的浓度增加个人IGs(搞笑吗₂搞笑₄),增加反应时间从6小时至48 h。同时,搞笑的总浓度_234年看到一个相应的增加。具体来说,搞笑_234年浓度从60.61 g / L提高到68.85 g / L,增加反应时间从6小时12 h,分别。这种趋势没有微不足道的变化之间的反应时间12 h和48 h。这是由于transglucosidase酶的能力直接使用国际海事组织形成作为底物水解成其他副产品4]。如前所述,transglucosidase可以水解α1、4-glycosidic和α1,6-glycosidic债券的水解反应速率α1,4-glycosidic债券比的糖苷水解反应速率快α1,6-bond两次(9]。因此,对海温反应所需的最优时间达到最大合成性能SPS的国际海事组织。此外,的数量α1,在水解4-glycosidic债券流动性下降的趋势,而的数量α1,6-glycosidic债券逐渐增加;当的数量α1,4-glycosidic债券和下降到一个低水平α1,6-glycosidic链接被增加到一个均衡水平,搞笑_234年内容只略微增加了搞笑的下降趋势_234年内容。

在这项研究中,搞笑的浓度_234年形成后12 h为68.85 g / L,这不是远低于24 h搞笑_234年浓度为71.58 g / L。此外,搞笑的内容₃和搞笑₄倾向于减少反应时间的增加与24小时至48 h。此外,两个搞笑₃和搞笑₄被人类视为困难或未消化的国际海事组织的酶系统9]。统计分析还表明,在搞笑的浓度有显著差异_234年形成经过12 h反应时间比其他情况下。24小时的反应时间,36 h, 48 h,形成了搞笑的内容_234年没有显著的差异在哪里 。因此,最合适的时间对海温反应合成国际海事组织从SPS 12 h。比较了国际海事组织的这一研究获得的结果与其他研究浓度使用传统方法生产的国际海事组织在最近的工作表明,国际海事组织浓度获得更高的其他研究在相同的反应时间。具体而言,获得的最大国际海事组织浓度香蕉淀粉的液化Termamyl SC,大麦β淀粉酶,transglucosidase L在糖化酶和转糖基作用反应24小时后为70.74±4.09 g / L的糖化和12小时的转糖基作用[9]。很明显,总反应时间为两个独立的步骤糖化和转糖基作用36 h,远远高于这个研究。因此,同时结合β淀粉酶、支链淀粉酶和transglucosidase活动同步糖化和SPS的转糖基作用反应合成imo缩短反应时间的三倍与其他研究相比,相同浓度的国际海事组织。

4所示。结论

在这项研究中,两步合成过程的国际海事组织甘薯淀粉是成功开发。调查影响因素同时液化和糖化和转糖基作用反应选择最合适的条件从廉价和丰富的SPS源国际海事组织生产。液化,Spezyme字母x酶制剂对低聚糖的含量最高的组件。SPS的液化反应的优化条件合成国际海事组织在SPS浆25%,α淀粉酶剂量的1.0立方/ g, pH值5.8在80°C的30分钟的反应时间。在这种情况下,低聚糖成分达到73.95±0.02% (w / w) G₁- g₁₀和49.24±3.19% (w / w) G₁- g₆。同步糖化和转糖基作用的反应,实现了国际海事组织的最高浓度为68.85±1.82 g / L在最佳操作条件下,包括pH值为5.0,β淀粉酶剂量为3.0 U / g,支链淀粉酶剂量的0.8 U / g, transglucosidase剂量为10.0 U在50°C / g 12 h反应时间。特别是,国际海事组织的合成过程应用同步糖化和转糖基作用缩短了反应时间的海温一步合成imo SPS三次。生的国际海事组织使用的净化酿酒酵母var。diastaticus是134也有所改善。总之,国际海事组织的合成过程来源于SPS来源是可行的应用实践中产生有用的益生元。在我们的下一个研究中,有必要进一步研究国际海事组织的成品结构和补充国际海事组织在食品的应用还需要进一步研究。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果中包括文章和补充材料。

附加分

低聚异麦芽糖(i) (IMO)从低成本合成甘薯淀粉(SPS)。(2)最优条件对海温反应SPS系统研究。(3)对海温SPS反应合成三次国际海事组织缩短反应时间。(iv)酵母细胞应用于净化从SPS IMO产品。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

补充材料

国际海事组织的补充图S1:薄层色谱图:(a)糖的薄层色谱分离和(b)测试的存在葡萄糖,麦芽糖和麦芽三糖和酵母细胞在治疗后在国际海事组织的解决方案酿酒酵母var。diastaticus是134年由薄层色谱使用溶剂混合物包括正丁醇:异丙醇:水在一个比50:25:20 (v / v / v)。补充数据S2-S5:高效液相色谱图α淀粉酶酶制剂,国际海事组织在不同pH值和温度,在各种酶的用量,国际海事组织、国际海事组织在不同的接触时间,分别。测试的存在葡萄糖、麦芽糖和麦芽三糖在国际海事组织匀浆处理后酵母细胞酿酒酵母var。diastaticus是134年由薄层色谱使用混合溶剂正丁醇:异丙醇:水在一个比50:25:20 (v / v / v)。结果表明,葡萄糖、麦芽糖和麦芽三糖浓度逐渐下降到低浓度比准备在低浓度的标准样品。(补充材料)