正交实验法优化菊粉外切酶水解菊粉的工艺研究（二） 底物浓度越大酶解效率越低

发布时间：2025-05-14 15:56:21 来源：艺海云舟 作者：热点

（2）底物浓度

底物浓度对酶解效果的正交影响如图2，底物浓度越大酶解效率越低，实验水解达到高还原糖得率所需的法优粉外时间就越长。在反应进行到60h的化菊时候底物浓度为10g/L的得率为67.25%，底物浓度为70g/L的切酶得率只有48.42%。在实际生产过程中，菊粉究过高或过低的艺研底物浓度都不适合用来工业生产，因此选择30g/L、正交40g/L、实验水解50g/L进行优化试验。法优粉外

（3）pH

pH对还原糖得率的化菊影响如图3所示，从图中可以看出，切酶随着pH的菊粉究降低外切酶的酶解效果越来越好。在pH为3时反应60h还原糖得率可以达到73.38%。艺研所以选择pH为3、正交4、5进行优化试验。

（4）加酶量

加酶量对酶解效果的影响如图4，加酶量越大达到反应平衡的时间就越短酶解效果就越好。加酶量为20U/g时反应60h的还原糖得率为42.18%，加酶量为100U/g，反应36h就可达70.13%。尽管加酶量越大酶解效果就越好，但综合经济因素，选择40U/g，60U/g，80U/g进行优化试验。

2、正交试验结果

使用Minitab进行正交试验分析，按照一般线性模型进行方差分析。极差分析结果表明，各因素的主次顺序为：D（加酶量）＞C（底物浓度）＞B（pH）＞A（温度）。表3的方差分析结果表明加酶量D，底物浓度C是显著的影响因素与极差分析结果相符合。考虑到工业生产中的经济因素，pH越接近中性添加的缓冲剂就越少，原料成本就越低因此选择pH=5；较低的温度所需的能耗就越低，因此选择温度为450C。结合方差与极差结果分析菊粉外切酶酶解最佳的工艺条件为A₁B₃C₃D₃，即选择450C的反应温度，pH为5，底物浓度50g/L，加酶量80U/g作为酶解的最佳反应条件。

3、重复性试验结果

按照正交试验的结论进行验证试验，在45⁰C，pH=5，加酶量为80U/g，底物浓度为50g/L的条件下反应60h。进行6组平行试验结果如表4，重复6组平行试验平均得率为83.63%。汪伦记等使用实验室自纯化菊粉外切酶可以达到73.52%的酶解率（定义与本文中得率定义相同）。菊粉酶来源不同，菊粉原料产地不同可能是酶解率可能是酶解率差别的主要原因。

三、结论

本试验采用菊粉外切酶酶解菊粉生产高果糖浆，通过单因素试验与正交试验，得出各因素影响还原糖得率的大小顺序依次为：底物浓度＞加酶量＞pH＞温度。最终确定最佳酶解条件为：底物浓度为50g/L，加酶量80U/g（底物），pH=5，温度45⁰C，在此最优条件下可以获得83.63%的还原糖得率。重复性试验说明，该方案具有良好的重复性，可为工业生产高果糖浆提供理论依据与参考。

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