不同水解酶组合对黄姜细胞壁降解和皂苷释放量的影响及其结构特征分析
发布时间：2021-11-24 22:29
黄姜皂素产业面临的亟待解决的问题是生产工艺带来的环境问题及黄姜皂素收率低.为提高黄姜皂素的提取率,以纤维素酶（C）、果胶酶（P）和木聚糖酶（X）的不同组合作用次序为影响因素,确定酶添加量为150 U/g、反应温度50℃、pH=5.0,反应20 h.以黄姜还原糖和皂素含量为指标评价处理效果.结果表明:果胶酶是破坏细胞壁、促进皂素释放的关键酶,果胶酶处理样品的还原糖与皂素含量分别为12.558%、1.293%,分别是对照组的1.948倍、2.699倍;PC组合为最优组合,其还原糖和皂素提取率最高,分别为13.601%和1.574%,是对照组的2.110倍和3.286倍.由SEM图谱观察表明:P组和PC组处理黄姜淀粉颗粒更分散,纤维素和淀粉颗粒有明显的穿孔现象,对黄姜细胞壁的降解更充分.低温氮吸附比表面积分析表明,仅采用P处理后的黄姜样品比表面积比PC和PCX组合的更大. AFM结果显示,P比PCX处理后的黄姜颗粒表面更为不平. X线衍射分析表明,仅通过3种酶的不同组合和作用顺序处理不改变黄姜生物质的相对结晶度.
【文章来源】：湖北大学学报(自然科学版). 2020,42(06)
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
不同酶组成及作用顺序处理样品的还原糖含量
所有FE处理组中黄姜皂素提取率及单因素方差分析结果如图2所示. PCX组、PC组、CPX组以及CP组皂素含量分别为1.550%、1.574%、1.510%和1.547%. 经单因素方差分析,以上4组处理皂素含量差异不具有统计学意义(*P>0.05). 结合它们处理后PC、PCX组还原糖得率显著高于其他组,以及酶成本问题,最终确定PC组为最优处理组. 另外,P处理组皂素含量为1.293%,与最优组PC比较,仅降低0.281%,证明果胶酶也是水解细胞壁释放皂苷的关键水解酶,这点与果胶酶对还原糖提取率的影响效果一致. 同时,PCX与PC组;CP与CPX组两两比较,两者的皂素含量差异不具有统计学意义(*P>0.05),这一结果表明木聚糖酶在促进皂苷的释放上效果不理想.2.3 TE组处理后黄姜渣微观结构表征
对经过不同酶处理组处理的黄姜渣进行SEM分析,结果显示未经酶处理的样品中淀粉颗粒与木质纤维素紧密的交织在一起,严重阻碍皂苷的释放和游离(图3,CK);经过木聚糖酶处理后的样品细胞壁组分降解不显著(图3,X),与上文还原糖、皂素的测定中所得结论一致;经纤维素酶处理的样品,淀粉颗粒依然很完整,木质纤维素结构上无明显穿孔(图3,C). 相反地,凡是经果胶酶或果胶酶复配的酶处理组样品中,黄姜细胞壁均出现了明显的孔洞结构,且黄姜淀粉也被降解得更充分. 其中,PCX组与PC组样品中,孔洞结构极为明显,细胞壁结构破坏程度最为显著. 因此,这两个处理组水解产物的得率显著高于其他处理组,这与还原糖测定中所得结论一致.图4 TE处理组黄姜渣X线衍射图谱
【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米秸秆酶水解过程中的酶复配条件优化[J]. 王奇,王林风,闫德冉,张斐洋,刘天天,吴静波. 生物技术通报. 2016(03)
[2]响应面试验优化泡沫分离黄姜中薯蓣皂苷工艺[J]. 高中超,张炜,陈元涛,刘海彬,刘龙,雷蕾. 食品科学. 2016(08)
[3]荞麦黄酮和荞麦糖醇对胰脂肪酶的抑制作用[J]. 杨鹏,李艳琴. 食品科学. 2015(11)
[4]应用生物酶法提取黄姜皂素的清洁工艺研究[J]. 徐升运,赵文娟,陈卫锋. 环境科学与技术. 2011(02)
[5]3,5-二硝基水杨酸（DNS）法测定D-半乳糖醛酸含量的条件探索[J]. 王天龙,仇宏伟,陈海华,安燕,丁立孝. 安徽农业科学. 2008(16)
硕士论文
[1]黄姜皂素废水预处理研究[D]. 豆静茹.陕西科技大学 2017
本文编号：3516874
【文章来源】：湖北大学学报(自然科学版). 2020,42(06)
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
不同酶组成及作用顺序处理样品的还原糖含量
所有FE处理组中黄姜皂素提取率及单因素方差分析结果如图2所示. PCX组、PC组、CPX组以及CP组皂素含量分别为1.550%、1.574%、1.510%和1.547%. 经单因素方差分析,以上4组处理皂素含量差异不具有统计学意义(*P>0.05). 结合它们处理后PC、PCX组还原糖得率显著高于其他组,以及酶成本问题,最终确定PC组为最优处理组. 另外,P处理组皂素含量为1.293%,与最优组PC比较,仅降低0.281%,证明果胶酶也是水解细胞壁释放皂苷的关键水解酶,这点与果胶酶对还原糖提取率的影响效果一致. 同时,PCX与PC组;CP与CPX组两两比较,两者的皂素含量差异不具有统计学意义(*P>0.05),这一结果表明木聚糖酶在促进皂苷的释放上效果不理想.2.3 TE组处理后黄姜渣微观结构表征
对经过不同酶处理组处理的黄姜渣进行SEM分析,结果显示未经酶处理的样品中淀粉颗粒与木质纤维素紧密的交织在一起,严重阻碍皂苷的释放和游离(图3,CK);经过木聚糖酶处理后的样品细胞壁组分降解不显著(图3,X),与上文还原糖、皂素的测定中所得结论一致;经纤维素酶处理的样品,淀粉颗粒依然很完整,木质纤维素结构上无明显穿孔(图3,C). 相反地,凡是经果胶酶或果胶酶复配的酶处理组样品中,黄姜细胞壁均出现了明显的孔洞结构,且黄姜淀粉也被降解得更充分. 其中,PCX组与PC组样品中,孔洞结构极为明显,细胞壁结构破坏程度最为显著. 因此,这两个处理组水解产物的得率显著高于其他处理组,这与还原糖测定中所得结论一致.图4 TE处理组黄姜渣X线衍射图谱
【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米秸秆酶水解过程中的酶复配条件优化[J]. 王奇,王林风,闫德冉,张斐洋,刘天天,吴静波. 生物技术通报. 2016(03)
[2]响应面试验优化泡沫分离黄姜中薯蓣皂苷工艺[J]. 高中超,张炜,陈元涛,刘海彬,刘龙,雷蕾. 食品科学. 2016(08)
[3]荞麦黄酮和荞麦糖醇对胰脂肪酶的抑制作用[J]. 杨鹏,李艳琴. 食品科学. 2015(11)
[4]应用生物酶法提取黄姜皂素的清洁工艺研究[J]. 徐升运,赵文娟,陈卫锋. 环境科学与技术. 2011(02)
[5]3,5-二硝基水杨酸（DNS）法测定D-半乳糖醛酸含量的条件探索[J]. 王天龙,仇宏伟,陈海华,安燕,丁立孝. 安徽农业科学. 2008(16)
硕士论文
[1]黄姜皂素废水预处理研究[D]. 豆静茹.陕西科技大学 2017
本文编号：3516874
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