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本文研究了α-葡聚糖酶及其配成的复合酶制剂在甘蔗糖厂的应用,此外,利用凝胶渗透色谱(GPC)、离子色谱(IC)、红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)及哈克流变仪(HAAKE)等手段,表征了葡聚糖溶液酶解体系的特性。具体研究内容概况如下:1.研究葡聚糖酶在甘蔗混合汁澄清中的应用。首先分析了混合汁在自然静置下葡聚糖含量、过滤速度等指标的变化。然后通过单因素实验和响应面分析,对葡聚糖酶降解混合汁中葡聚糖的工艺条件进行优化,得到最佳酶解工艺。结合糖厂实际生产,提出可供糖厂应用葡聚糖酶降解葡聚糖的工艺条件:酶剂量10-15mg/kg,酶解pH5.0-6.0,酶解温度50-65℃,酶解时间10-15min。最后,模拟糖厂实际生产流程,在最佳酶解范围内进行实验验证:混合汁中加入10mg/kg葡聚糖酶,清汁葡聚糖含量降低了61.32%,沉降时间减少了13.30%,简纯度提高了0.65%,而pH、锤度无太大明显变化。综合分析,选择渗浸水加入处为葡聚糖酶的最适加入位置。2.根据单因素实验结果,并结合糖厂生产实际,确定果胶酶与淀粉酶的最佳酶解条件。综合三种单酶的最佳酶解条件,在三种酶总量为10mg/kg的前提下,正交分析酶配比、pH及温度对混合汁粘度的影响,得到可供糖厂选择的酶解工艺条件为:葡聚糖酶:果胶酶:淀粉酶为6.3:2.7:1或4.2:1.8:4,酶解温度55-65℃,酶解pH5.0-5.5。在此条件下进行酶解反应,混合汁的粘度下降了47.1%。综合考虑,仍选择渗浸水加入处为复合酶的最佳加入位置。3.用GPC检测酶解过程中葡聚糖的相对分子质量及浓度变化规律。混合汁在室温下静置20h,生成的葡聚糖平均分子量主要集中在:1.02×106Da和3.57×103Da。在葡聚糖T-2000和混合汁的酶解过程中,酶解时间延长,葡聚糖相对分子质量明显下降,但5h时仍无法彻底酶解成单糖,由此推断,用葡聚糖酶解法来定量测定葡聚糖浓度的方法,结果可能偏低,此结论通过IC分析可进一步得到验证。葡聚糖降解过程中浓度变化与降解前后相对分子质量的级数有直接关系。FTIR与13C NMR从结构上解析了酶解过程,证实了葡聚糖的酶解过程是切断α-(1→6)糖苷键的过程,对支链糖苷键无影响。4.用HAAKE分析了葡聚糖水溶液及混合汁体系的流变性。讨论不同浓度、不同相对分子质量、不同pH及不同温度下葡聚糖溶液流体流动情况,确定葡聚糖水溶液及混合汁为非牛顿假塑性流体,且实验范围内的葡聚糖溶液还具有一定的触变性。此外,研究了葡聚糖水溶液的动态粘弹行为,发现不同浓度、不同分子量的葡聚糖水溶液的弹性模量G′及粘性模量G′′均随振荡频率的增大而增大,G′增大速度更快,而不同温度下二者变化不明显;在整个振荡范围内,葡聚糖水溶液表现出了粘弹行为。