[发明专利]一种利用固定化酶生产低聚木糖和木糖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用固定化酶生产低聚木糖和木糖的方法。

背景技术

低聚木糖又称木寡糖，是指由2-7个木糖，以β-1，4-糖苷键连接而成的低聚糖。因其具有独特的性质而在食品行业及畜牧业中得到广泛应用，近些年来已经在工业生产中得到了可观的经济效益和社会效益。

低聚木糖一般是利用木聚糖酶水解半纤维素得到的。利用固定化木聚糖酶对木聚糖进行水解相关的研究较多，应用特点也各有不同。艾志录等(大孔树脂D380固定化橄榄绿链霉菌E-86来源木聚糖酶的研究，食品与发酵工业，2004(02)：12-24.)选择了有代表性的14种吸附和离子交换树脂进行了橄榄绿链霉菌E-86来源的木聚糖酶固定化试验，确定树脂D380固定化效果较优并研究了其固定化条件，最终获得的固定化酶活力可达64U/g载体。周玉恒等(Eudragit L-100固定球毛壳霉菌木聚糖酶酶学性质的研究，食品科学，2007(03)：198-203.)采用可逆溶解性聚合物Eudragit L-100对球毛壳菌木聚糖酶进行了吸附固定化试验，结果显示，当Eudragit L-100浓度为1.0％时，获得10.6U/mg载体的固定化酶活和88.47％的酶回收率。以上研究多集中于木聚糖酶的固定方面，关于具体应用的研究较少。另外，现有的研究主要是关于木聚糖酶的固定化，对于固定化木聚糖酶-木糖苷酶及其应用的研究未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用固定化酶生产低聚木糖和木糖的方法。

本发明所提供的生产低聚木糖和木糖的方法包括以下步骤：

1)将玉米芯用水浸泡后进行汽爆处理，抽滤得到含有木聚糖溶出物的汽爆液，调整汽爆液的pH值至6.0-7.0；

2)将固定化木聚糖酶和步骤1)的汽爆液在50-80℃条件下反应，得到低聚木糖；将固定化木聚糖酶-木糖苷酶和步骤1)的汽爆液或桦木聚糖溶液在50-70℃条件下反应，得到木糖。

具体的，可将固定化木聚糖酶装柱，在50-80℃条件下，将步骤1)的汽爆液以200mL/h的流速过柱，收集流出液，得到低聚木糖；将固定化木聚糖酶-木糖苷酶装柱，在50-70℃条件下，将步骤1)的玉米芯汽爆液或桦木聚糖溶液以200mL/h的流速过柱，收集流出液，得到木糖。

所述步骤1)中，玉米芯和水的配比为1g玉米芯：(8-20)mL水。所述玉米芯的浸泡时间为8-12h。

所述汽爆处理的条件为165-175℃条件下反应20-40min。

上述方法中，所述固定化木聚糖酶是按照如下方法制备的：

将环氧载体Eupergit C 250L经亚氨基二乙酸活化后，按照100-300U木聚糖酶/g环氧载体Eupergit C 250L的比例加入木聚糖酶，20-50℃固定36-60h，得到固定化木聚糖酶。

所述木聚糖酶和环氧载体Eupergit C 250L的配比优选为200U木聚糖酶：1g环氧载体Eupergit C 250L。所述固定温度优选为25℃。

上述方法中，所述固定化木聚糖酶-木糖苷酶是按照如下方法制备的：

将环氧载体Eupergit C 250L经亚氨基二乙酸活化后，按照100-300U木聚糖酶和20-80U木糖苷酶/g环氧载体Eupergit C 250L的比例加入木聚糖酶和木糖苷酶，20-50℃固定36-60h，得到固定化木聚糖酶-木糖苷酶。

所述木聚糖酶、木糖苷酶和环氧载体Eupergit C 250L的配比优选为200U木聚糖酶和53.2U木糖苷酶：1g环氧载体Eupergit C 250L。所述固定温度优选为25℃。

本发明的另一个目的是提供一种利用固定化酶生产木糖的方法。

本发明的利用固定化酶生产木糖的方法是将固定化木聚糖酶-木糖苷酶和玉米芯汽爆液或桦木聚糖溶液在50-70℃条件下反应，得到木糖。

本发明利用汽爆的方法对玉米芯进行预处理实现半纤维素(木聚糖)和纤维素的分离，然后利用固定化木聚糖酶水解玉米芯汽爆液生产低聚木糖；利用固定化木聚糖酶-木糖苷酶水解玉米芯汽爆液或桦木聚糖溶液生产木糖，有效提高酶的利用效率。本发明所提供的生产低聚木糖和木糖的方法具有操作简单、反应条件温和、经济性好、并能显著提高木聚糖酶及木糖苷酶的利用率，以及能降低生产成本等优点。

附图说明

图1为固定化温度对固定化木聚糖酶得率的影响

图2为固定化木聚糖酶水解玉米芯汽爆液后HPLC法测定水解液中糖的组成