文章编号：1673-2995（2011）05-0289-02·论著·菊粉低聚糖的水解工艺研究
陈昱，王丽娜，李妍，李晓光*（吉林医药学院药学院，吉林吉林132013）
摘要：目的研究确立菊粉低聚糖的最佳水解工艺条件。方法采用酸法、酶法两种方式，分别设计单因素实验对菊糖提取液进行水解。结果酸法水解最佳工艺条件为水解温度80ħ、水解时间30min、pH=2．0；酶法最佳工艺条件为水解温度65ħ、水解时间18h、底物浓缩比1ʒ1、酶用量0．4g。结论酸法水解优于酶法，转化率高且操作条件简单易行。
关键词：菊粉低聚糖；酸水解；酶水解；优化
中图分类号：TS24文献标识码：A
Study on the hydrolysis process of oligosaccharides from Inulin
CHEN Yu，Wang Li-na，Li Yan，LI Xiao-guang*（College of Pharmacy，Jilin Medical College，Jilin City，Jilin Prov-ince，132013，China）
Abstract：Objective To find the optimum condition of the hydrolysis process of oligosaccharides from Inulin．Methods Inulin is hydrolyzed via acid and enzymatic means respectively．Single factor experiments were set to get the best method．Results As for acid hydrolysis，the best method is undertaken under the condition of80ħ（pH= 2．0）for30min．With regard to the enzymatic hydrolysis approach，the best one is as follows：substrate concentration ratio is1ʒ1，reacting at60ħwith0．4g enzyme for18h．Conclusion The acid hydrolysis，with higher convert rate and simpler working condition，is better than the enzymatic one．
Key words：Inulin oligosaccharides；acid hydrolysis；enzymatic hydrolysis；optimization
菊粉低聚糖，又称寡糖，是由2 10个单糖分子通过糖苷键构成的聚合物［1］。它具有良好的食品加工特性及优良的生理功能，尤其是降脂净血、调节肠道菌群平衡、增强人体免疫力方面功效显著［2-4］。
本课题主要对菊芋多糖酸法、酶法两种水解制备低聚糖的工艺进行了比较，并确定了适合产业化生产的较佳工艺操作条件。
1材料与方法
1．1主要原料与仪器
采收后低温干燥并于阴凉处放置1年的菊芋（购自吉林市）；菊粉酶（购自韩国）；ZTC1+1天然澄清剂（天津正天成澄清技术有限公司）；磷酸（北京红星化工厂）。
基金项目：吉林省教育厅“十一五”科技研究计划（2010252）．
作者简介：陈昱（1990－），女（汉族），本科．
通讯作者：李晓光（1962－），女（汉族），教授，本科．
DK-98-Ⅱ型电热恒温水浴锅（天津市泰斯特仪器有限公司），RE-3000型旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂），DF-I集热式磁力加热搅拌器（江苏金坛市环宇科学仪器厂）。
1．2
实验流程
2结果
2．1酸法水解工艺
酸法水解工艺向ZTC1+1天然澄清法纯化所得的菊芋多糖纯化液中加入磷酸［5］至一定pH值，于恒
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第32卷第5期2011年10月吉林医药学院学报
Journal of Jilin Medical College
Vol．32No．5
Oct．2011
温水浴下加热使之水解。分别改变水解温度、水解液PH值、水解时间，考察其对还原糖转化率的影响。实验结果如图1所示
。
图1酸法水解实验结果
2．2酶法水解工艺
向ZTC1+1天然澄清法纯化所得的菊芋多糖纯化液中加入一定量的菊粉酶［6］，于恒温水浴下加热使之水解。分别改变水解温度、水解时间、菊粉酶用量、底物浓缩比，考察其对还原糖转化率的影响。实验结果如图2所示
。
图2酶法水解实验结果
3讨论
由图1可知，水解温度、水解时间、水解液pH均对还原糖转化率有较大影响。就水解温度而言，还原糖转化率基本随温度升高而增大；但当温度高于80ħ时，转化率略有降低，推测其原因可能是温度过高对糖结构具有一定破坏作用，故建议80ħ为最佳水解温度。就水解时间而言，30min内还原糖转化率随时间的增加而增加，30min后水解时间越长，转化率越低。推测其原因可能是水解生成的低聚糖在长时间加热的情况下分解成其他小分子，从而降低转化率，因此水解时间以30min为宜。就水解液pH值而言，pH为2．0时还原糖转化率最大，过高和过低均对转化率有一定程度的影响，故建议水解液pH值为2．0。
由图2可知，酶用量、水解温度、底物浓缩比、水解时间对水解转化率均有一定程度影响。就酶用量而言，还原糖转化率随酶用量增大而增大，0．4g以后转化率略有上升但不明显；从节约能源的角度出发，选择0．4g即可。就水解温度而言，60ħ以内还原糖转化率随温度升高而增长，高于60ħ后转化率随温度升高而降低。这可能与酶活性有关：温度较高时，酶活性降低，转化率降低。就底物浓缩比而言，底物浓缩比为1ʒ1（即提取后不浓缩，直接纯化水解）时转化率最大。就水解时间而言，18h内转化率随时间增长而明显增大，18h之后转化率仍在增长但涨幅不大。为使效率达最高，建议水解时间为18h即可。
此外，通过对酸法、酶法两种水解方式比较不难得出如下结论：从工艺方面来看，酸法水解比酶法水解更为简单，所需反应时间较短，转化率较高。从催化剂方面来看，酶法水解对酶这一催化剂的要求更为严格，酶活性大小将直接影响反应的催化效率，因此需将酶低温低湿避光密闭储存。从对仪器设备的要求来看，酸法水解通常在较强酸性环境中进行，故要求设备耐酸；而酶法水解通常在中性或极弱酸性环境中进行，对设备的酸耐受性要求不高。因此，将菊糖提取液于80ħ、pH=2．0的条件下水解30min以制备低聚糖，这一工艺路线更为适宜目前国内现状，该工艺路线具有广阔的应用前景。
参考文献：
［1］尤新．低聚糖的功能和发展前景［J］．食品与药品，2007，9（11A）：1-4．
［2］花城，陈立祥．菊粉的生理功能与应用进展［J］．饲料研究，2008（4）：17-20．
［3］汪世华，彭利民，张会，等．低聚果糖的开发与应用，中国乳品工业，2002，30（2）：31-34．
［4］郑建仙．功能性低聚糖［M］．北京：化学工业出版社，2004：1-6．
［5］胡嘉琦，高海兵，周明达．酸水解法从菊芋中提取果糖［J］．广州化学，2007，32（3）：46-50．
［6］李翠莲，方北曙．固定化菊粉酶酶解菊芋提取液制备果糖的研究［J］．安徽农业科学，2008，36（8）：3356-3357．
（收稿日期：2011-08-30）
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—吉林医药学院学报2011年10月第32卷
