α-環(huán)糊精以及γ環(huán)糊精的酶轉(zhuǎn)化工藝研究.pdf

1、環(huán)糊精(Cyclodextrins,通常簡(jiǎn)稱為CD),是一類由淀粉或多糖在環(huán)糊精葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶(Cyclodextrin Glyeosyltransferas,簡(jiǎn)稱CGTase,EC2.4.1.19)作用下生成的由D-吡喃葡萄糖單元通過α-1,4-糖苷鍵首尾相連的環(huán)狀化合物的總稱,常見的有α、β-和γ-環(huán)糊精。由于環(huán)糊精能與許多客體分子形成包合物,從而改變客體分子的物理和化學(xué)性質(zhì)如溶解度、穩(wěn)定性等,因此在食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、紡織、環(huán)保、化

2、妝品、生物技術(shù)和分析化學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。
　　 工業(yè)化生產(chǎn)環(huán)糊精主要是通過酶法生產(chǎn),但目前國(guó)內(nèi)尚未有旺α-、γ-環(huán)糊精的酶法生產(chǎn)工藝報(bào)道。本論文以實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的α-CGTase與γ-CGTase為基礎(chǔ),較為系統(tǒng)地研究了α-、γ-環(huán)糊精的酶法生產(chǎn)工藝,為α、γ-環(huán)糊精工業(yè)化生產(chǎn)奠定理論基礎(chǔ)。論文的主要研究如下:
　　 1.對(duì)來源于Peanibacillus macerans JFB05-01的重組α-

3、CGTase突變體Y89D制備α-環(huán)糊精的影響因素進(jìn)行了研究,其中包括反應(yīng)時(shí)間,淀粉種類(馬鈴薯淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉、可溶性淀粉),加酶量,溫度,pH,有機(jī)溶劑(乙醇、異丙醇、正丁醇、正癸醇),底物濃度和加酶方式等,結(jié)果表明:選用15％馬鈴薯淀粉,pH5.0,溫度30℃,反應(yīng)體系中加入5％的正癸醇,采用兩次添加α-CGTase并使總加酶量控制在5U/g淀粉左右的加酶方式,反應(yīng)時(shí)間6 h,環(huán)糊精轉(zhuǎn)化率可達(dá)55％(w/w),其中α-環(huán)糊

4、精約占87％,β-環(huán)糊精占13％,只有極少量的γ-環(huán)糊精生成。
　　 2.研究了α-環(huán)糊精的分離提取工藝,反應(yīng)液經(jīng)水蒸氣蒸餾、濃縮、結(jié)晶、干燥最終獲得α-環(huán)糊精成品,經(jīng)HPLC檢測(cè),提取收率可達(dá)90％-95％,α-環(huán)糊精純度達(dá)到98％。產(chǎn)品經(jīng)氣相色譜檢測(cè),正癸醇的殘余量為3.0 ppm,符合產(chǎn)品安全生產(chǎn)的要求。
　　 3.對(duì)來源于Alkalophilic Bacillus clarkii7364的γ-CGTase制備γ-

5、環(huán)糊精的工藝進(jìn)行了研究,其中包括反應(yīng)時(shí)間、淀粉種類、加酶量、溫度、pH、有機(jī)溶劑、底物濃度和加酶方式等,從而確定γ-環(huán)糊精生產(chǎn)的最佳工藝為:15％可溶性淀粉淀粉,pH12.0,溫度55℃,反應(yīng)體系中加入2％的甘草酸,采用兩次添加γ-CGTase并使總加酶量控制在5U/g淀粉左右的加酶方式,反應(yīng)時(shí)間6 h,環(huán)糊精轉(zhuǎn)化率可達(dá)66.7％(w/w),其中γ-環(huán)糊精在產(chǎn)物中約占95％,β-環(huán)糊精占5％的,幾乎沒有α-環(huán)糊精。
　　 4.初