纤维素酶提取啤酒废酵母中海藻糖的研究

作者简介：陈艳（1972-），女，讲师，理学硕士，研究方向：食品分析与检测。

摘 要：本实验用纤维素酶解法提取啤酒废酵母中的海藻糖，采用单因素和正交试验设计相结合的方法优化艺条件，优化最优工艺参数时间为120min，加酶量5%，PH为55，，温度50℃。海藻糖得率可达到501%。

关键词：啤酒废酵母细胞；纤维素酶；海藻糖

1.材料与方法

1.1 材料与试剂

啤酒费酵母细胞 汉斯啤酒城；海藻糖标准品（色谱纯级） Sigma公司；纤维素酶 上海生化东风生化技术公司产品，酶活力15000 U/g；酒石酸、浓硫酸、蒽酮（均为分析纯） 北京化工厂。

1.2 仪器与设备

J-6型多头磁力加热搅拌器 江苏金坛荣华仪器有限公司；CR20B2型高速冷冻离心机 日立公司；HH-S数显恒温水浴锅 常州市国立设备研究所；T6新悦-可见分光光度计 北京普析通用有限责任公司。

1.3 方法

1.3.1 海藻糖含量检测方法

在前期研究工作的基础上[3]，利用蒽酮硫酸法测定海藻糖含量，啤酒酵母细胞中海藻糖含量与其得率计算按照公式（1）和公式（2）。

海藻糖含量（mg/mL）=吸光值62745

（1）

海藻糖得率（%）=

海藻糖浓度（mg/mL）×稀释倍数×上清液体积（mL）干酵母泥质量（mg）×100%

（2）

1.3.2 酶添加量对海藻糖得率的影响

在料液比为1：40（g/mL）、pH值50、温度50℃、时间120 min条件下，分别采用不同的酶用量1%、2%、3%、4%、5%、6%进行提取，测定海藻糖得率初步确定适宜的纤维素酶用量。

1.3.3 温度海藻糖得率的影响

在料液比为1：40（g/mL）、酶用量8%、pH值50，时间120min条件下，分别采用不同的温度40、45、50、55、60 ℃进行提取，测定海藻糖得率初步确定适宜的温度。

1.3.4 pH值对海藻糖得率的影响

在料液比为1：40（g/mL）、酶用量8%、温度50℃、时间120 min的条件下，分别采用不同的pH值40、45、50、55、60进行提取，测定海藻糖得率初步确定适宜的pH值。

1.3.5 时间对海藻糖得率的影响

在料液比为1：40（g/mL）、酶用量8%、温度50℃、时间120 min、pH值50的条件下，分别采用不同的时间40、80、120、160、200min进行提取，测定海藻糖得率，初步确定适宜的时间。

2.结果与分析

2.1 加酶量对海藻糖得率的影响

结果如表1所示，当酶用量在1～6%时提取率呈上升趋势，在加酶量4%以后，提取率趋于平缓，考虑到生产成本加酶量选择4%更加适合。

2.2 温度海藻糖得率的影响

结果如表2所示。提取温度小于50℃时，随着提取温度的增加得率明显提高，而温度大于50℃时得率急速下降，可能是高温使纤维素酶的失去活性。因此提取温度选择50℃为宜。

2.3 PH值对海藻糖得率的影响

结果表3所示。pH值从4升至5时，提取率迅速增加，超过5以后又急速下降，说明酶解存在一个最适宜的pH值为50。

2.4 时间对海藻糖得率的影响

结果表4所示。在提取的初期提取率随时间增加提取率提高较快，120min以后提取率反而下降。可能是由于时间过长会使大分子海藻糖断裂影响提取率，因此时间选120 min为宜。

2.5 正交试验结果与分析

根据提取的单因素实验结果，分别以酶浓度、温度、pH值及时间为影响因素，以得率为考察指标，进行L9（34）正交试验如表1所示。

由表5极差分析结果表明，影响提取海藻糖因素依次为时间>加酶量>pH>温度；最优组合为A3B2C3D2，即：时间为120min，加酶量5%，PH为55，温度50℃。由于最优组合为A3B2C3D2没有出现在L9（34）正交试验的9组试验组合中，对该组合进行验证实验海藻糖的平均得率为501%。

3.结论

选用纤维素酶解法提取啤酒废酵母中的海藻糖优化最优工艺参数时间为120min ，加酶量5%，PH为55，，温度50℃。海藻糖得率可达到501%。（作者单位：1.吉林工程技术师范学院食品工程学院；2.吉林省水文水资源局）

基金项目：吉林省教育厅“十一五”科学技术研究项目（2009474）.

参考文献：

[1] 戴秀玉，程苹等.海藻糖的生理功能、分子生物学研究及应用前景[J].微生物学通报，1995，22（2） ：102-104.

[2] 马春，王瑞明，刘建军. 海藻糖的性质及其生产[J]. 山东食品发酵，2003，5（3）：9-12

[3] 杨渝军，刘静波，林松毅，等. 超声波辅助水浸提啤酒废酵母细胞中海藻糖工艺研究[J]. 食品科学，2008，29（12）：296-299