纤维素酶和半纤维素酶改性胡萝卜纤维的研究

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1、纤维素酶和半纤维素酶改性胡萝卜纤维的研究摘要：本文以胡萝卜渣中的纤维为原材料，研究纤维素酶和半纤维酶对胡萝卜纤维的长度、宽度以及还原糖浓度和聚合度的影响，并对在胡萝卜纤维改性过程中纤维素酶和半纤维酶协同作用的机理进行探讨。结果表明，纤维素酶和半纤维素酶复合使用比单一酶对胡萝卜纤维改性效果明显。在两者的协同作用下，可以改善纤维表面的细纤维化，提高纤维的酶解产率，降低纤维的聚合度。关键词：纤维素酶；半纤维素酶；胡萝卜纤维StudyonCarrotFiberModificationwithCellul

2、aseandHemicellulaseAbstract：Thispaperstudiedtheinfluenceofcellulaseandhemicellulaseonthelength,width,sugarcontentandpolymerizationdegreeofcarrotpomacefiber.Themechanismofsynergyofcellulaseandhemicellulasemodifiedcarrotfiberwasanalyzed.Theresultindica

3、tedthatthecomplexapplicationofcellulaseandhemicellulasewasmoreobviouseffectthanthesingleenzyme.Andthesynergismofcellulaseandhemicellulasecouldimprovethethinfibrosisofthefibersurface,enhancetheproductionrateofenzymolysisfiber,andreducethepolymerizatio

4、ndegreeofthefiber.Keywords：cellulase,hemicellulase,carrotfiber引言植物纤维是地球上最大的可再生资源和最丰富的多糖类物质，它主要由纤维素、半纤维素、木质素等组成。传统的酶改性仅使用纤维素酶，但经过处理的植物纤维仍然含有半纤维素和少量的木质素，半纤维素和木质素对纤维素酶具有同样的吸附作用，使得纤维素酶的用量增加。通过其它酶与纤维素酶配合，可以增加纤维素酶的利用率，以及改善纤维的性能[1,2]。因此，研究纤维素酶和半纤维素酶之间、复合纤维素

5、酶各组分之间的协同作用，以及各个纯化的酶组分在酶改性中所起作用成为研究的热点。在食品工业中，纤维素酶、半纤维素酶和果浆酶一起使用有利于水果和蔬菜的浸软及果汁的澄清[3,4]；在造纸工业中，用半纤维素酶除去纸浆中的半纤维素杂质效果不明显，但用纤维素酶先对纸浆进行处理，则可大大提高半纤维素酶的酶解效率[5,6]。近年来，果蔬饮料消费量逐年增加，而这些产品在加工过程中产生大量果蔬渣。这些果蔬渣除很少一部分经粗加工用作动物饲料、发酵柠檬酸、提取果胶外，大部分作为废弃物被丢弃，造成农副产品的巨大浪费。据估

6、计，我国每年产生的鲜苹果渣约100万吨[7]。在胡萝卜加工过程中，得到的胡萝卜渣约占原料的30%～50%，而其含有的胡萝卜纤维则占56%[8]。本文采用纤维素酶和半纤维素酶对胡萝卜纤维进行改性，通过对胡萝卜纤维的数量平均长度、小于0.2mm的细小纤维含量、平均宽度以及还原糖浓度和聚合度的研究，分析了在酶改性过程中纤维酶和半纤维素酶对纤维素分子链断裂的变化情况，并对两者协同作用的机理进行探讨。研究结果为胡萝卜纤维在膳食纤维食品、蔬菜纸和可食性包装材料的应用以及纤维素酶和半纤维素酶在纤维改性过程中协

7、同作用的研究提供数据参考。同时，用胡萝卜渣作原料可以减少环境污染，对提高胡萝卜附加值具有研究意义。1材料与方法1.1材料及仪器酶制剂种类及其特性见表1。表1酶制剂种类及其特性Table1Typesandcharacteristicsofenzymes品种酶活最适pH4.84.8最适温度5050厂家国药集团化学试剂有限公司北京鼎国生物技术有限责任公司15000IU/g纤维素酶半纤维素酶（木聚糖酶）60000IU/mg柠檬酸；柠檬酸钠；氢氧化钠；盐酸；3,5-二硝基水杨酸；酒石酸钾钠；苯酚；亚硫酸氢

8、钠；碘；碘化钾；硫代硫酸钠；无水硫酸钠；无水碳酸钠；五水硫酸铜；氨水；乙二胺；甲基橙；淀粉；硫氰酸铵。HJ-4型多头磁力搅拌器；GB-303型电子天平；KFG-01型电热恒温鼓风干燥箱；TU-1810紫外可见分光光度计；PHS-25数字酸度计；碱式滴定管；0.57mm型乌式粘度计，JZ-K型造纸纤维测量仪。1.2试验方法1.2.1胡萝卜纤维的制备胡萝卜渣和水按质量比1:2混合，用10%盐酸调节料液的pH值为1.5，于85℃下浸提2h，过滤，水洗滤渣至中性。滤渣按料液比1g:10ml加入10%Na