(2)底物濃度
底物濃度對酶解效果的正交影響如圖2,底物濃度越大酶解效率越低,实验水解達到高還原糖得率所需的法优粉外時間就越長。在反應進行到60h的化菊時候底物濃度為10g/L的得率為67.25%,底物濃度為70g/L的切酶得率隻有48.42%。在實際生產過程中,菊粉究過高或過低的艺研底物濃度都不適合用來工業生產,因此選擇30g/L、正交40g/L、实验水解50g/L進行優化試驗。法优粉外
(3)pH
pH對還原糖得率的化菊影響如圖3所示,從圖中可以看出,切酶隨著pH的菊粉究降低外切酶的酶解效果越來越好。在pH為3時反應60h還原糖得率可以達到73.38%。艺研所以選擇pH為3、正交4、5進行優化試驗。
(4)加酶量
加酶量對酶解效果的影響如圖4,加酶量越大達到反應平衡的時間就越短酶解效果就越好。加酶量為20U/g時反應60h的還原糖得率為42.18%,加酶量為100U/g,反應36h就可達70.13%。盡管加酶量越大酶解效果就越好,但綜合經濟因素,選擇40U/g,60U/g,80U/g進行優化試驗。
2、正交試驗結果
使用Minitab進行正交試驗分析,按照一般線性模型進行方差分析。極差分析結果表明,各因素的主次順序為:D(加酶量)>C(底物濃度)>B(pH)>A(溫度)。表3的方差分析結果表明加酶量D,底物濃度C是顯著的影響因素與極差分析結果相符合。考慮到工業生產中的經濟因素,pH越接近中性添加的緩衝劑就越少,原料成本就越低因此選擇pH=5;較低的溫度所需的能耗就越低,因此選擇溫度為450C。結合方差與極差結果分析菊粉外切酶酶解最佳的工藝條件為A1B3C3D3,即選擇450C的反應溫度,pH為5,底物濃度50g/L,加酶量80U/g作為酶解的最佳反應條件。
3、重複性試驗結果
按照正交試驗的結論進行驗證試驗,在450C,pH=5,加酶量為80U/g,底物濃度為50g/L的條件下反應60h。進行6組平行試驗結果如表4,重複6組平行試驗平均得率為83.63%。汪倫記等使用實驗室自純化菊粉外切酶可以達到73.52%的酶解率(定義與本文中得率定義相同)。菊粉酶來源不同,菊粉原料產地不同可能是酶解率可能是酶解率差別的主要原因。
三、結論
本試驗采用菊粉外切酶酶解菊粉生產高果糖漿,通過單因素試驗與正交試驗,得出各因素影響還原糖得率的大小順序依次為:底物濃度>加酶量>pH>溫度。最終確定最佳酶解條件為:底物濃度為50g/L,加酶量80U/g(底物),pH=5,溫度450C,在此最優條件下可以獲得83.63%的還原糖得率。重複性試驗說明,該方案具有良好的重複性,可為工業生產高果糖漿提供理論依據與參考。
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