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发酵法分离玉米皮水解液中L-阿拉伯糖的研究

作　者: 邹鸿菲
导　师: 张泽生
学　校: 天津科技大学
专　业: 营养与食品卫生学
关键词: 玉米皮水解液葡萄糖木糖 L-阿拉伯糖
分类号: R151.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

L-阿拉伯糖是一种新兴的功能性单糖,具有控制血糖升高、抑制脂肪生成、促进双歧杆菌生长等作用,如何快速高效的分离提取出高纯度的L-阿拉伯糖已经成为研究的热点问题。目前工业上生产L-阿拉伯糖大多使用酸解半纤维素的方法,产物为多种单糖混合物。本实验针对目前树脂或薄层色谱分离L-阿拉伯糖操作复杂且收效小的缺点,对L-阿拉伯糖的微生物分离方法进行研究,论文考察了不同种类微生物对玉米皮水解液中三种主要单糖,即葡萄糖、木糖和L-阿拉伯糖的利用情况,并取得了一定的成果。文章首先对原材料和初提方法做了一个简单的筛选,确定使用硫酸水解玉米皮制备出玉米皮酸水解液。利用高效液相色谱法确定了其中主要单糖的含量,葡萄糖、木糖和L-阿拉伯糖的含量分别占玉米皮干物质的6.11%、18.82%和11.34%。并依此制备了模拟培养基。之后通过对常见的5种酵母菌、7种霉菌、7种细菌、4种乳酸菌和两株自坏境中分离筛选的霉菌Mgb1、Mgb2进行模拟培养基的发酵,并使用高效液相色谱法对发酵期间的发酵液进行检测。结果表明所有菌株在1-2d内都可将葡萄糖完全利用,细菌和乳酸菌不适用于对木糖和L-阿拉伯糖的分离。酵母菌中的球拟酵母,霉菌中的绿木霉、灰霉、Mgb1和Mgb2,对木糖和L-阿拉伯糖的利用具有较好的选择性,在发酵3d之后木糖能够被消耗掉绝大部分,剩余率仅为5.8%、2%、5.2%、4.5%和3.9%。而L-阿拉伯糖还有大量的保留,保留率为83.4%、70%、76.8%、88.6%和77.7%。将模拟培养后筛选出的球拟酵母、绿木霉、灰霉、Mgb1、Mgb2五种菌株用于对玉米皮酸水解液的发酵并使用高效液相色谱法对发酵期间的发酵液进行检测。结果表明,球拟酵母发酵4d,其余4种菌株发酵3d以后木糖的剩余量均小于5%,而L-阿拉伯糖的保留率可达75%以上。分离方法简单有效,所用的球拟酵母、绿木霉、灰霉3种菌株常见易得,为微生物法分离玉米皮水解液中的L-阿拉伯糖提供了一定的参考。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
1 前言  10-22
  1.1 功能性单糖  10
  1.2 L-阿拉伯糖简介  10-18
    1.2.1 L-阿拉伯糖的理化性质  10-11
    1.2.2 L-阿拉伯糖的分布  11-12
    1.2.3 L-阿拉伯糖的功能  12-14
    1.2.4 L-阿拉伯糖的用途  14-16
    1.2.5 L-阿拉伯糖的制备方法  16-18
  1.3 玉米皮简介  18-19
  1.4 玉米皮中提取L-阿拉伯糖的方法  19-20
    1.4.1 单糖的分离方法  19-20
  1.5 本课题研究目的及意义  20-21
  1.6 研究内容  21-22
2 材料与方法  22-33
  2.1 主要材料与设备  22-27
    2.1.1 主要原材料和药品  22-23
    2.1.2 主要仪器与设备  23-24
    2.1.3 实验菌种  24
    2.1.4 培养基  24-27
  2.2 研究方法  27-33
    2.2.1 原料及初提方法的筛选  27
    2.2.2 干燥玉米皮的成分测定  27-28
    2.2.3 玉米皮酸水解液pH调整前后含糖量的比较  28-29
    2.2.4 分析方法  29-31
    2.2.5 菌种的选育  31-32
    2.2.6 从环境中筛选菌种  32
    2.2.7 玉米皮酸水解液的发酵  32-33
3 结果与讨论  33-60
  3.1 DNS法标准曲线  33
  3.2 苯酚-硫酸法标准曲线  33-34
  3.3 原料及初提方法筛选结果(以玉米皮干物质计)  34-35
    3.3.1 DNS测定结果  34
    3.3.2 苯酚-硫酸法测定结果  34
    3.3.3 干燥玉米皮的成分  34-35
  3.4 高效液相色谱法(HPLC)单糖标准曲线结果  35-38
    3.4.1 葡萄糖标准曲线  35-36
    3.4.2 木糖标准曲线  36-37
    3.4.3 L-阿拉伯糖标准曲线  37-38
  3.5 HPLC精密度、重复性及稳定性实验结果  38-39
    3.5.1 精密度实验结果  38
    3.5.2 重复性实验结果  38-39
    3.5.3 稳定性实验结果  39
  3.6 玉米皮水解液的测定  39-40
  3.7 玉米皮酸水解液pH调整前后含糖量的比较结果  40
  3.8 菌种选育结果  40-51
    3.8.1 酵母菌选育结果  41-44
    3.8.2 霉菌选育结果  44-49
    3.8.3 细菌选育结果  49-50
    3.8.4 乳酸菌选育结果  50-51
  3.9 环境中菌种筛选结果  51-54
  3.10 玉米皮水解液发酵结果  54-60
    3.10.1 球拟酵母发酵玉米皮水解液结果  54-56
    3.10.2 绿木霉发酵玉米皮水解液结果  56-57
    3.10.3 灰霉发酵玉米皮水解液结果  57-58
    3.10.4 Mgb1、Mgb2发酵玉米皮水解液结果  58-60
4 结论  60-61
5 展望  61-62
6 参考文献  62-69
7 攻读硕士学位期间发表论文情况  69-70
8 致谢  70

发酵法分离玉米皮水解液中L-阿拉伯糖的研究

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