食源性抑菌剂异硫氰酸烯丙酯的制备工艺研究

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异硫氰酸烯丙酯具有抗菌性,在食品抑菌防腐、土壤消毒等方面具有广泛的应用。目前在异硫氰酸烯丙酯的天然转化过程中存在着不可控、成本高、目标物转化率低等缺陷,本文通过对异硫氰酸烯丙酯制备工艺进行研究,得出了一种高效的异硫氰酸烯丙酯固定化酶转化制备方法。主要结论如下:1、在单因素实验基础上,使用响应面设计(RSM)方法研究异硫氰酸烯丙酯的最优水解制备工艺。HPLC法测定得到异硫氰酸烯丙酯的最佳水解制备工艺条件:pH为7.26,料液比为1:15.82 g/mL,反应温度48.98℃,反应时间1.52 h。验证实验中总异硫氰酸酯含量0.468%,异硫氰酸烯丙酯含量0.371%,均与模型预测结果相符。2、在单因素实验的基础上,采用正交实验分别对溶剂回流法和超声辅助法提取辣根中烯丙基硫代葡萄糖苷的工艺进行优化。结果表明:超声辅助提取法的烯丙基硫代葡萄糖苷提取率是溶剂回流法的1.72倍,并且提取时间比溶剂回流法的提取时间缩短了 4.5倍,最优工艺条件为:料液比1:20 g/mL,乙醇浓度为75%,超声功率400 W,提取温度40℃,超声时间40 min,该条件下烯丙基硫代葡萄糖苷提取率为4.342%。3、在单因素实验基础上,采用响应面设计(RSM)研究黑芥子酶的提取工艺。研究表明:最佳提取工艺为pH 6.89,提取温度31.44℃,提取时间1.52 h,料液比1:15.73 g/mL,选择60%用量的乙醇作为沉淀酶的溶剂,在该条件下辣根黑芥子酶比活的预测值为1.999U/mg,验证值为1.968U/mg,误差为1.55%。葡聚糖凝胶过滤柱纯化选用的最佳洗脱缓冲液为0.05 M pH9.1 Tris-Hcl缓冲液+0.15 M NaCl,在此条件下洗脱得到的蛋白峰纯度较高。4、采用单因素实验研究黑芥子酶的固定化工艺,选用氨基硅胶磁珠和氨基多糖磁珠作为固定化载体。结果表明:最适宜的固定化载体为氨基硅胶磁珠。最佳固定化条件为:加酶量0.12mg/mL,活化时间为1h,交联时间为3 h,振动频率为140次/分,在此条件下固定化酶的稳定性良好。最终得到异硫氰酸烯丙酯固定化酶法的转化率为33%。
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