全 文 ：核 农 学 报摇 圆园员源袁圆愿渊愿冤院员猿怨圆 耀 员猿怨怨
允燥怎则灶葬造 燥枣 晕怎糟造藻葬则 粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造 杂糟蚤藻灶糟藻泽
收稿日期院圆园员猿鄄员圆鄄员怨摇 接受日期院圆园员源鄄园猿鄄员员
基金项目院国家自然科学基金渊猿员猿园员缘愿园冤袁浙江省科技厅公益项目渊圆园员猿悦猿圆园园员冤袁现代农业产业技术体系建设专项渊悦粤砸杂 原 员员 原 月 原 员愿冤袁浙江
省自然科学基金渊蕴再员猿悦圆园园园员圆冤
作者简介院王允祥袁男袁教授袁主要从事食品发酵技术研究遥 耘鄄皂葬蚤造院憎赠曾岳 扎葬枣怎援 藻凿怎援 糟灶
通讯作者院庞林江袁男袁副教授袁主要从事食品加工技术研究遥 耘鄄皂葬蚤造院造躁责葬灶早岳 扎葬枣怎援 藻凿怎援 糟灶
文章编号院员园园园鄄愿缘缘员渊圆园员源冤园愿鄄员猿怨圆鄄园愿
甘薯渣制备低聚糖发酵条件的优化
王允祥摇 李摇 燕摇 周摇 龙摇 李摇 芳摇 庞林江摇 成纪予摇 陆国权
渊浙江农林大学农业与食品科学学院袁浙江 杭州摇 猿员员猿园园冤
摘摇 要院为了研发利用薯渣制备低聚糖工艺袁以甘薯渣为原料袁对 杂贼则藻责贼燥皂赠糟藻泽援 泽责 菌株发酵制备低聚糖的条
件进行了优化遥 采用单因素试验袁研究接种量尧起始 责匀尧发酵时间尧料液比尧发酵温度对低聚糖产量的影
响袁结果表明影响产量的关键因素为起始 责匀尧发酵时间尧发酵温度遥 以低聚糖产量为响应值袁根据 月燥曾鄄
月藻澡灶噪藻灶中心组合设计原理采用三因素三水平的响应面分析法进行最佳条件的优化袁结果表明院当起始 责匀
值 源郾 愿愿袁发酵时间 员园源郾 怨苑 澡袁发酵温度 圆怨郾 源源益袁低聚糖的产量最高袁为 远郾 圆愿愿滋早窑皂蕴 原员袁在此条件下实际低
聚糖的产量为渊远郾 圆远怨 依园郾 员冤滋早窑皂蕴 原员遥 采用发酵法制备低聚糖方法切实可行袁为进一步研究甘薯渣资源
利用奠定了理论基础遥
关键词院甘薯渣曰低聚糖曰发酵曰优化
阅韵陨院员园郾 员员愿远怨 辕 躁援 蚤泽泽灶援 员园园鄄愿缘缘员郾 圆园员源郾 园愿援 员猿怨圆
摇 摇 低聚糖袁又称寡糖袁是由 圆 耀 员园 个单糖通过糖苷键
连接形成直链或支链的低度聚合糖袁具有重要的理化
性质和生理属性袁其主要生理功能有促进双歧杆菌增
殖尧抑制肠道有害菌群繁殖尧促进钙尧镁尧锌尧铁等矿物
元素的吸收尧改善肌体免疫力尧控制血脂血糖尧降低胆
固醇尧抗癌等咱员 原 远暂 遥 目前全世界约有低聚糖产品十余
种咱苑暂 袁已经商业化的低聚糖有低聚果糖尧低聚半乳糖尧
大豆低聚糖等袁并已被广泛应用到功能性食品开发等
方面袁形成了工业化生产规模咱员 原 苑暂 袁开发其它原料中具
有益生元功能及其它作用的低聚糖是新热点遥
酝葬灶凿葬造葬则蚤等咱愿暂研究证明从佛手柑果皮酶水解得到富
含寡糖的提取物具有益生元作用遥 郧怎造造佼灶 月 等咱怨暂通过
体外同步糖化发酵作用袁从苹果渣中精制的果胶寡糖
具有促进益生菌生长和短链脂肪酸增加的作用袁并能
改善肠道环境遥 因此对低聚糖的开发与研究具有广阔
的发展前景遥
甘薯渊 陨责葬皂燥藻葬 遭葬贼葬贼葬泽 造葬皂冤是我国的主要粮食作
物之一袁其种植面积及产量均居世界首位遥 甘薯渣是
甘薯淀粉加工过程中所产生的副产物袁占甘薯鲜重的
员园豫 耀员源豫 咱员园暂 遥 由于缺乏资源化利用技术袁通常被当
作废物丢弃或作为饲料简单利用袁造成资源浪费和环
境污染袁如何开发和利用薯渣资源已成为当前中国淀
粉行业迫切需要解决的难题遥 甘薯渣中富含淀粉和膳
食纤维咱员园 原 员员暂 袁可作为一种具有很大潜力的低聚糖生产
再生资源袁这方面的研究目前还几乎处于空白状态遥
本研究以一株从自然界土壤中筛选出的高产纤维
素降解菌 杂贼则藻责贼燥皂赠糟藻泽援 泽责 为发酵菌种袁以甘薯渣为原
料袁对 杂贼则藻责贼燥皂赠糟藻泽援 泽责 菌株液态发酵生产低聚糖的发
酵条进行了优化袁以确定生产低聚糖的最佳发酵条件遥
员摇 材料与方法
员郾 员摇 材料
甘薯由浙江农林大学薯类作物研究所基地提供袁
模拟工厂流程袁切块袁打浆袁沉淀袁去淀粉袁然后于 远园益
烘箱烘干粉碎袁过 员园园 目筛袁即得甘薯渣袁进行基本成
分测定渊表 员冤遥
员郾 圆摇 主要仪器和试剂
砸耘 原圆园园园 旋转蒸发器渊上海亚荣生化仪器厂冤曰
杂再 原 圆圆猿园 恒温水浴摇床渊美国 悦砸粤杂栽粤蕴冤曰栽阅 原源缘 手
持式折光仪渊浙江托普仪器有限公司冤曰哉灾员员园员 紫外
可见分光光度计 渊上海天美科学仪器有限公司冤曰
圆怨猿员
摇 愿 期 甘薯渣制备低聚糖发酵条件的优化
摇 摇 摇 摇 摇 摇 表 员摇 甘薯渣基本成分含量
栽葬遭造藻 员摇 孕则燥曾蚤皂葬贼藻 糟燥皂责燥泽蚤贼蚤燥灶 燥枣 泽憎藻藻贼 责燥贼葬贼燥 则藻泽蚤凿怎藻 辕 豫
水分
酝燥蚤泽贼怎则藻
膳食纤维
阅蚤藻贼葬则赠 枣蚤遭藻则
淀粉
杂贼葬则糟澡
蛋白质
孕则燥贼藻蚤灶
脂肪
蕴蚤责蚤凿
缘郾 怨 圆苑郾 缘 缘缘郾 愿 猿郾 员 员郾 怨
匀再匝 原 圆员圆员粤 涡 旋 混 匀 器 渊 美 国 精 骐 公 司
渊悦砸杂栽粤蕴冤冤曰云宰 原员园园 万能粉碎机渊天津泰斯特仪器
有限公司冤曰哉月 原 苑责匀 计渊美国 阅藻灶增藻则冤曰猿运员缘 离心机
渊德国 杂蚤早皂葬公司冤曰蕴载允鄄陨陨悦 离心机渊上海安亭科学仪
器厂冤曰阅郧郧 原怨圆源园月 电热恒温鼓风干燥箱渊上海森信
实验仪器有限公司冤曰酒精计渊河北省冀州市耀华玻璃
仪表厂冤遥
杂贼则藻责贼燥皂赠糟藻泽援 泽责 菌株袁 从临安周边树林土壤中筛
选获得袁分别通过纤维素水解圈与淀粉水解圈初筛和
发酵液中低聚糖产量复筛获得遥
员郾 猿摇 试验方法
员郾 猿郾 员摇 培养基配制摇 斜面培养基院悦酝悦鄄晕葬 缘早袁晕葬晕韵圆员早袁晕葬圆匀孕韵源窑苑匀圆韵 园郾 缘早袁运匀圆孕韵源 园郾 怨早袁酝早杂韵源窑苑匀圆韵园郾 缘早袁运悦造 园郾 缘早袁酵母膏 园郾 缘早袁水解酪素 园郾 缘早袁琼脂
圆园早袁蒸馏水 员蕴袁责匀 自然曰种子培养基院悦酝悦鄄晕葬 缘早袁
晕葬晕韵圆 员早袁晕葬圆匀孕韵源窑苑匀圆韵 园郾 缘早袁运匀圆孕韵源 园郾 怨早袁酝早杂韵源窑苑匀圆韵 园郾 缘早袁运悦造 园郾 缘早袁酵母膏 园郾 缘早袁水解酪素 园郾 缘早袁蒸
馏水 员蕴袁责匀 自然曰发酵培养基院甘薯渣与蒸馏水按实
验所需比例混合袁园郾 员豫 运匀圆孕韵源袁园郾 圆豫 晕葬悦造袁自然 责匀
值遥 以上培养基均需 员圆员益灭菌 圆园皂蚤灶遥
员郾 猿郾 圆摇 种子培养液的获得摇 用接种铲挖下一块长满
菌丝的琼脂斜面接入种子培养基袁圆愿益袁员园园 则窑皂蚤灶 原员
摇床培养 远凿曰然后按体积比 圆豫的接种量接入二级种
子培养基中扩培袁圆愿益袁员园园则窑皂蚤灶 原员摇床培养 猿凿袁即为
所需的种子培养液遥
员郾 猿郾 猿摇 发酵液制备 摇 在 圆园园 皂蕴 发酵培养基中加入
员豫 渊增颐 增冤种子液袁加入速效氮源袁调节料液比和 责匀袁
在一定温度下和发酵一段时间后袁通过抽滤从摇瓶中
获得发酵液袁员园园园园则窑皂蚤灶 原员下离心 员园皂蚤灶袁上清液即为
所需发酵液遥
员郾 猿郾 源摇 低聚糖产量测定 摇 分别取 缘园皂蕴 发酵液进行
透析袁首先放入 园郾 缘运阅 透析袋袁将其置于 缘园园皂蕴 蒸馏
水溶液中透析 源愿澡袁隔 员圆澡换 员 次水袁再将透析袋中发
酵液转入 圆运阅透析袋袁将其置于 缘园园皂蕴蒸馏水溶液中
透析 源愿澡袁并且放入振荡器中 愿园则窑皂蚤灶 原员遥 缘园园皂蕴 蒸馏
水溶液中即有发酵液中的低聚糖遥
利用苯酚硫酸法测定发酵液中的低聚糖袁低聚糖
在浓硫酸的作用下袁水解生成单糖袁并迅速脱水生成糖
醛衍生物袁然后与苯酚缩合成橙黄色化合物袁且颜色稳
定袁在波长 源怨园灶皂 处和一定的浓度范围内袁其吸光度
与低聚糖含量呈线性关系正比袁从而可以利用分光光
度仪测定其吸光值袁查对标准曲线并计算袁便可求出发
酵液中低聚糖的产量遥 当以葡萄糖为标准品时袁因为
在实际产物中袁糖的种类较多袁所以公式中以系数 园郾 怨
来修正测得的低聚糖产量遥
员郾 猿郾 缘摇 甘薯渣成分测定方法 摇 水分的测定参照
郧月缘园园怨郾 猿 原 圆园员园咱员圆暂 曰淀粉的测定采用 郧月缘园园怨郾 怨 原
圆园园愿咱员猿暂 曰蛋白质的测定采用 郧月缘园园怨郾 缘 原 圆园员园咱员源暂 曰膳
食纤维的测定方法采用 郧月缘园园怨郾 愿愿 原 圆园园愿咱员缘暂 曰脂肪的
测定方法采用 郧月缘园园怨郾 远 原 圆园园猿咱员远暂 遥
员郾 猿郾 远摇 速效氮源系列单因素试验摇 速效氮源的筛选院
在发酵培养基中加入 员豫种子液袁分别选取尿素尧硝酸
钠尧硫酸铵尧硝酸铵为氮源袁加入比例为 园郾 缘豫 袁发酵温
度 圆愿益袁转速为 员园园 则窑皂蚤灶 原员袁责匀 自然袁料液比为 员院
员缘袁发酵时间 愿源 澡袁以不接种子液的发酵液为对照袁测
定发酵液中低聚糖产量袁并且与原发酵培养基进行发
酵液中低聚糖产量的对比袁筛选出优势氮源遥
速效氮源比例的确定院在发酵培养基中加入 员豫
种子液袁选取优势氮源以 园郾 员豫 袁园郾 猿豫 袁园郾 缘豫 袁园郾 苑豫 袁
园郾 怨豫的比例添加入培养基中袁发酵温度 圆愿益袁转速为
员园园 则窑皂蚤灶 原员袁责匀自然袁料液比为 员院员缘袁发酵时间 愿源澡袁
以不接种子液的发酵液为对照袁测定发酵液中低聚糖
产量袁确定所添加优势氮源的最佳比例遥
员郾 猿郾 苑摇 发酵条件系列单因素试验摇 接种量单因素试
验院在上述确定的发酵原料配方中袁分别加入 员豫―
远豫种子液袁发酵温度 圆愿益袁责匀 值 源郾 园渊自然冤袁料液比
为 员颐 员缘袁发酵 愿源澡袁转速为 员园园 则窑皂蚤灶 原员袁以不接种子液
的发酵液为对照袁测定不同接种量下发酵液中的低聚
糖产量袁选择最佳的接种量遥
起始 责匀单因素试验院在上述确定的发酵原料配
方中袁设定起始 责匀 值分别为 猿郾 园 耀 愿郾 园袁加入 源豫种子
液袁设定发酵温度为 圆愿益袁料液比为 员院员缘袁发酵 愿源 澡袁
转速为 员园园 则窑皂蚤灶 原员袁分别以不接种子液且起始 责匀 值
为 猿郾 园袁源郾 园袁缘郾 园袁远郾 园袁苑郾 园袁愿郾 园 的发酵液为对照袁测定
不同 责匀下发酵液中的低聚糖产量袁选择最佳的起始
责匀值遥
发酵时间单因素试验院在上述确定的发酵原料配
方中袁分别发酵 远园尧苑圆尧愿源尧怨远尧员园愿尧员圆园 澡袁加入 源豫的
种子液袁责匀值为 缘郾 园袁设定发酵温度为 圆愿益袁料液比为
员颐 员缘袁转速为 员园园则窑皂蚤灶 原员袁分别以不接种子液且发酵
远园尧苑圆尧愿源尧怨远尧员园愿尧员圆园澡的发酵液为对照袁测定不同发
酵时间下发酵液中的低聚糖产量袁选择最佳的发酵时
猿怨猿员
核摇 农摇 学摇 报 圆愿 卷
间遥
料液比单因素试验院在上述确定的发酵原料配方
中袁料液比分别为 员 颐 缘尧员 颐 员园尧员 颐 员缘尧员 颐 圆园尧员 颐 圆缘袁加入
源豫的种子液袁责匀 值为 缘郾 园袁设定发酵温度为 圆愿益袁发
酵 员园愿 澡袁转速为 员园园 则窑皂蚤灶 原员袁分别以不接种子液且料
液比为 员颐 缘尧员颐 员园尧员颐 员缘尧员颐 圆园尧员颐 圆缘 的发酵液为对照袁
测定不同料液比下发酵液中的低聚糖产量袁选择最佳
的料液比遥
发酵温度单因素试验院在上述确定的发酵原料配
方中袁发酵温度分别设定为 圆园尧圆缘尧猿园尧猿缘尧源园益袁加入
源豫的种子液袁责匀值为 缘郾 园袁料液比为 员颐 员园袁发酵 员园愿澡袁
转速 员园园则窑皂蚤灶 原员袁分别以不接种子液且发酵温度分别
为 圆园尧圆缘尧猿园尧猿缘尧源园益的发酵液为对照袁测定不同发酵
温度下发酵液中的低聚糖产量袁选择最佳的发酵温度遥
员郾 猿郾 愿摇 响应面优化试验摇 在单因素试验基础上袁确定
甘薯渣制备低聚糖的关键影响因素为起始 责匀渊粤冤尧发
酵时间渊月冤尧发酵温度渊悦冤袁采用 阅藻泽蚤早灶鄄耘曾责藻则贼 愿郾 园 软
件中的 月燥曾鄄月藻澡灶噪藻灶中心组合法咱员苑暂设计响应面试验袁
以低聚糖产量为响应值袁对其发酵条件进行优化袁其设
计因素与水平见表 圆遥
表 圆摇 响应面法设计因素与水平
栽葬遭造藻 圆摇 云葬糟贼燥则泽 葬灶凿 造藻增藻造泽 燥枣 则藻泽责燥灶泽藻 泽怎则枣葬糟藻 藻曾责藻则蚤皂藻灶贼
水平
蕴藻增藻造
因素 枣葬糟贼燥则
起始 责匀 渊粤冤
陨灶蚤贼蚤葬造 责匀
摇
发酵时间渊月冤
云藻则皂藻灶贼葬贼蚤燥灶
贼蚤皂藻 辕 澡
发酵温度渊悦冤
云藻则皂藻灶贼葬贼蚤燥灶
贼藻皂责藻则葬贼怎则藻 辕 益
原 员 源郾 园 怨远 圆缘
园 缘郾 园 员园愿 猿园
员 远郾 园 员圆园 猿缘
表 猿摇 单因素试验方差分析结果
栽葬遭造藻 猿摇 灾葬则蚤葬灶糟藻 葬灶葬造赠泽蚤泽 燥枣 泽蚤灶早造藻 枣葬糟贼燥则 贼藻泽贼泽
方差分析
灾葬则蚤葬灶糟藻 葬灶葬造赠泽蚤泽
接种量
陨灶燥糟怎造葬贼蚤燥灶 葬皂燥怎灶贼 辕 豫
起始 责匀
陨灶蚤贼蚤葬造 责匀
发酵时间
云藻则皂藻灶贼葬贼蚤燥灶 贼蚤皂藻 辕 澡
发酵温度
云藻则皂藻灶贼葬贼蚤燥灶 贼藻皂责藻则葬贼怎则藻 辕 益
料液比
杂燥造蚤凿鄄造蚤择怎蚤凿 则葬贼蚤燥
云值 源郾 愿猿圆员 缘郾 圆员远缘 远郾 愿怨远源 缘郾 苑猿圆园 源郾 圆苑源圆
孕值 园郾 园缘愿远 园郾 园源圆苑 园郾 园员怨圆 园郾 园猿怨远 园郾 园苑缘愿
员郾 源摇 数据分析
试验数据使用 阅藻泽蚤早灶 耘曾责藻则贼 愿郾 园 软件进行分析袁
每组试验重复 猿 次袁结果取平均值袁选择 孕 约 园郾 园缘 的
因素作为显著性检验标准遥
圆摇 结果与分析
圆郾 员摇 影响低聚糖产量因素分析
为了调节微生物生长适合的 悦 辕 晕值袁需要在培养
基中添加一定的氮源遥 对基于低聚糖产量袁对尿素尧硝
酸钠尧硫酸铵尧硝酸铵速效氮源进行筛选袁试验结果表
明硫酸铵氮源可被发酵菌株较好的利用袁显著提高了
发酵液中低聚糖的产量袁并确定其添加比例为 园郾 缘豫 遥
发酵条件的一系列单因素试验结果如表 猿 和图 员
耀 缘 所示袁对低聚糖产量影响大小次序为发酵时间 跃
发酵温度 跃起始 责匀 跃接种量 跃料液比袁发酵时间尧发
酵温度尧起始 责匀对低聚糖产量具有显著的影响遥 图 员
表明袁随着接种量升高袁发酵液中低聚糖产量呈现出
野先增后降冶趋势袁源豫接种量低聚糖产量显著高于其
它接种量曰由表 猿 可见袁和接种量影响类似袁起始 责匀尧
发酵时间和发酵温度对低聚糖产量影响显示出野先增
后降冶动态特征渊图 圆 耀图 猿尧图 缘冤遥 当 责匀 值 缘郾 园 时袁
发酵液中低聚糖产量显著高于其它 责匀 值袁发酵时间
员园愿澡时袁低聚糖产量最高袁当发酵温度 猿园益时袁发酵液
中低聚糖产量最高曰由图 源 可见袁随着随料液比的减
小袁发酵液中低聚糖产量开始稍有增加袁料液比为
图 员摇 接种量对低聚糖产量的影响
云蚤早援 员摇 耘枣枣藻糟贼泽 燥枣 蚤灶燥糟怎造葬贼蚤燥灶 葬皂燥怎灶贼 燥灶 贼澡藻
赠蚤藻造凿 燥枣 燥造蚤早燥泽葬糟糟澡葬则蚤凿藻泽
源怨猿员
摇 愿 期 甘薯渣制备低聚糖发酵条件的优化
表 源摇 响应面分析的试验设计与结果
栽葬遭造藻 源摇 耘曾责藻则蚤皂藻灶贼葬造 凿藻泽蚤早灶 葬灶凿 则藻泽怎造贼泽 燥枣 则藻泽责燥灶泽藻 泽怎则枣葬糟藻 葬灶葬造赠泽蚤泽
序号
晕燥援
起始 责匀渊粤冤
陨灶蚤贼蚤葬造 责匀
发酵时间渊月冤
云藻则皂藻灶贼葬贼蚤燥灶 贼蚤皂藻 辕 澡
发酵温度渊悦冤
云藻则皂藻灶贼葬贼蚤燥灶 贼藻皂责藻则葬贼怎则藻 辕 益
低聚糖产量
韵造蚤早燥泽葬糟糟澡葬则蚤凿藻 赠蚤藻造凿 辕 渊滋早窑皂蕴 原员 冤
员 缘 怨远 猿缘 缘郾 圆员圆
圆 远 员园愿 猿缘 缘郾 园缘远
猿 远 员圆园 猿园 源郾 园源远
源 远 员园愿 圆缘 源郾 怨缘怨
缘 缘 员园愿 猿园 远郾 员愿缘
远 缘 员园愿 猿园 远郾 圆圆员
苑 缘 怨远 圆缘 缘郾 猿远愿
愿 缘 员园愿 猿园 远郾 圆猿猿
怨 源 怨远 猿园 缘郾 圆猿远
员园 缘 员园愿 猿园 远郾 员苑猿
员员 缘 员圆园 圆缘 源郾 源员怨
员圆 缘 员圆园 猿缘 源郾 园怨源
员猿 源 员圆园 猿园 源郾 猿源苑
员源 缘 员园愿 猿园 远郾 圆源缘
员缘 远 怨远 猿园 缘郾 园猿圆
员远 源 员园愿 猿缘 缘郾 园愿员
员苑 源 员园愿 圆缘 缘郾 缘员园
表 缘摇 响应面回归模型方差分析
栽葬遭藻造 缘 砸藻泽责燥灶泽藻 泽怎则枣葬糟藻 则藻早则藻泽泽蚤燥灶 皂燥凿藻造 葬灶葬造赠泽蚤泽 燥枣 增葬则蚤葬灶糟藻
方差来源
杂燥怎则糟藻泽 燥枣 增葬则蚤葬灶糟藻
平方和
杂怎皂 燥枣 泽择怎葬则藻泽
自由度
凿枣
均方
酝藻葬灶 泽择怎葬则藻
云值
云 增葬造怎藻
孕值
孕 增葬造怎藻
回归模型 怨郾 员怨园 怨 员郾 园圆园 远园员郾 苑源园 约 园郾 园园园员
粤 原起始 责匀 园郾 员缘园 员 园郾 员缘园 愿远郾 员圆园 约 园郾 园园园员
月 原发酵时间 员郾 怨源园 员 员郾 怨源园 员员源缘郾 圆缘园 约 园郾 园园园员
悦 原发酵温度 园郾 园愿猿 员 园郾 园愿猿 源愿郾 苑员园 园郾 园园园圆
粤月 圆郾 猿缘圆耘 原 园园猿 员 圆郾 猿缘圆耘 原 园园猿 员郾 猿怨园 园郾 圆苑苑源
粤悦 园郾 园远怨 员 园郾 园远怨 源园郾 苑愿园 园郾 园园园源
月悦 苑郾 员源园耘 原 园园猿 员 苑郾 员源耘 原 园园猿 源郾 圆员园 园郾 园苑怨猿
粤圆 员郾 源源园 员 员郾 源源园 愿源远郾 缘源园 约 园郾 园园园员
月圆 猿郾 怨园园 员 猿郾 怨园园 圆圆怨愿郾 源园园 约 园郾 园园园员
悦圆 园郾 怨缘园 员 园郾 怨缘园 缘远圆郾 猿远园 约 园郾 园园园员
残差误差 园郾 园员圆 苑 员郾 远怨远耘 原 园园猿
失拟度 愿郾 园员猿耘 原 园园猿 猿 圆郾 远苑员耘 原 园园猿 圆郾 苑苑园 园郾 员苑缘员
纯误差 猿郾 愿缘怨耘 原 园园猿 源 怨郾 远源愿耘 原 园园源
总回归 怨郾 圆园园 员远
缘怨猿员
核摇 农摇 学摇 报 圆愿 卷
图 圆摇 起始 责匀对低聚糖产量的影响
云蚤早援 圆摇 耘枣枣藻糟贼泽 燥枣 蚤灶蚤贼蚤葬造 责匀 燥灶 贼澡藻 赠蚤藻造凿 燥枣
燥造蚤早燥泽葬糟糟澡葬则蚤凿藻泽
图 猿摇 发酵时间对低聚糖产量的影响
云蚤早援 猿摇 耘枣枣藻糟贼泽 燥枣 枣藻则皂藻灶贼葬贼蚤燥灶 贼蚤皂藻 燥灶 贼澡藻
赠蚤藻造凿 燥枣 燥造蚤早燥泽葬糟糟澡葬则蚤凿藻泽
员颐 员园 之后呈现明显下降袁从发酵成本尧便于后续工艺
及结果考虑袁最终确定最适料液比为 员颐 员园遥
圆郾 圆摇 响应面优化试验结果
以低聚糖产量为响应值袁以起始 责匀尧发酵时间尧发
酵温度因素为自变量袁对甘薯渣制备低聚糖的发酵条
件进行响应面分析渊表 源冤遥
圆郾 圆郾 员摇 回归模型方差分析摇 回归模型方差分析结果
渊表 缘冤遥
摇 摇 利用 阅藻泽蚤早灶 耘曾责藻则贼 愿郾 园 软件对回归方差分析数据
进行回归拟合袁得到自变量与低聚糖产量之间的二次
回归分析模型为院
再 越 原 怨苑郾 员苑 垣 缘郾 员猿粤 垣 员郾 源猿月 垣 员郾 园苑悦 原 圆郾 园圆粤月
垣园郾 园圆远粤悦 原苑郾 园源月悦 原园郾 缘怨粤圆 原 远郾 远愿月圆 原 园郾 园员怨悦圆
图 源 料液比对低聚糖产量的影响
云蚤早援 源摇 耘枣枣藻糟贼泽 燥枣 泽燥造蚤凿鄄造蚤择怎蚤凿 则葬贼蚤燥 燥灶 贼澡藻
赠蚤藻造凿 燥枣 燥造蚤早燥泽葬糟糟澡葬则蚤凿藻泽
图 缘摇 发酵温度对低聚糖产量的影响
云蚤早援 缘摇 耘枣枣藻糟贼泽 燥枣 枣藻则皂藻灶贼葬贼蚤燥灶 贼藻皂责藻则葬贼怎则藻
燥灶 贼澡藻 赠蚤藻造凿 燥枣 燥造蚤早燥泽葬糟糟澡葬则蚤凿藻泽
对于甘薯渣制备低聚糖的试验袁回归模型方差分
析显著性检验表明袁回归模型 孕 约 园郾 园员袁方程模型极显
著袁失拟项 孕 跃园郾 园缘 不显著袁说明模型拟合程度较好袁
试验误差小遥 因此袁该回归方程模型成立袁可以使用该
模型对甘薯渣制备低聚糖的发酵条件进行分析和预
测遥 粤尧月尧悦尧粤悦尧粤圆尧月圆尧悦圆 项影响极显著曰粤月尧月悦 影
响不显著遥
圆郾 圆郾 圆摇 响应曲面分析摇 甘薯渣制备低聚糖试验中袁起
始 责匀尧发酵时间及发酵温度三因素之间的交互作用对
低聚糖产量的影响见图 远 耀图 愿遥
由图 远 耀图 愿 可知袁起始 责匀和发酵时间尧起始 责匀
远怨猿员
摇 愿 期 甘薯渣制备低聚糖发酵条件的优化
图 远摇 起始 责匀和发酵时间对低聚糖产量的响应面图
云蚤早援 远摇 砸藻泽责燥灶泽藻 泽怎则枣葬糟藻 责造燥贼 燥枣 贼澡藻 藻枣枣藻糟贼泽 燥枣 蚤灶蚤贼蚤葬造 责匀
葬灶凿 枣藻则皂藻灶贼葬贼蚤燥灶 贼蚤皂藻 燥灶 贼澡藻 赠蚤藻造凿 燥枣 燥造蚤早燥泽葬糟糟澡葬则蚤凿藻泽
图 苑摇 起始 责匀和发酵温度对低聚糖
产量的响应面图
云蚤早援 苑摇 砸藻泽责燥灶泽藻 泽怎则枣葬糟藻 责造燥贼 燥枣 贼澡藻 藻枣枣藻糟贼泽 燥枣
蚤灶蚤贼蚤葬造 责匀 葬灶凿 云藻则皂藻灶贼葬贼蚤燥灶 贼藻皂责藻则葬贼怎则藻 燥灶
贼澡藻 赠蚤藻造凿 燥枣 燥造蚤早燥泽葬糟糟澡葬则蚤凿藻泽
和发酵温度尧发酵时间和发酵温度对低聚糖产量的影
响均成抛物面型袁因此适当的增大各因素可以提高发
酵液中低聚糖的产量遥
对于甘薯渣制备低聚糖的试验中袁响应面优化法
给出的最优发酵条件是院起始 责匀 值 源郾 愿愿袁发酵时间
员园源郾 怨苑 澡袁 发酵温度 圆怨郾 源缘益袁 低聚糖的产量为
远郾 圆愿苑滋早窑皂蕴 原员遥 为检验其可靠性袁采用优化后的条
件进行验证试验袁参考实际操作袁将优化后的实验条件
调整为起始 责匀值为 源郾 怨袁发酵时间为 员园缘 澡袁发酵温度
图 愿摇 发酵时间和发酵温度对低聚
糖产量的响应面图
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贼藻皂责藻则葬贼怎则藻 燥灶 贼澡藻 赠蚤藻造凿 燥枣 燥造蚤早燥泽葬糟糟澡葬则蚤凿藻泽
为 圆怨郾 缘益遥 在此条件下袁通过验证试验得出低聚糖产
量为渊远郾 圆远怨 依 园郾 员冤滋早窑皂蕴 原员袁试验结果与优化预测结
果相差很小袁因此具有实际参考价值遥
猿摇 讨论
甘薯渣中含有较多的淀粉和膳食纤维袁可为制备
功能性低分子碳水化合物提供原材料遥 已有研究表
明袁以甘薯渣为原料袁可利用酶法降解生产膳食纤
维咱员愿暂和水溶性膳食纤维咱员怨暂 袁酸碱法提取水不溶性膳
食纤维咱圆园暂 袁可用酸法尧微波法和黑曲霉发酵法提取果
胶咱圆员暂 袁同步糖化发酵生产酒精咱员员暂 袁远园 悦燥姿 辐照可以促
进甘薯中生料直接糖化咱圆圆暂 遥 多数研究表明袁利用甘薯
渣生产低分子碳水化合物的方法主要有酸碱法尧酶法
和发酵法 猿 种袁微生物发酵法不需进行热尧酸处理袁具
易分离尧低消耗尧低污染尧产品质量稳定等特点袁因此从
发展潜力来看袁该法具有广阔的前景遥 采用其它富含
淀粉和膳食纤维原材料来生产低聚糖已经得到很多证
实咱员袁苑袁 圆猿暂 袁同样也可以利用甘薯渣来制备低聚糖遥 本
文中袁采用筛选出高产纤维素降解菌 在晕蕴园园员 为发酵
菌种袁对薯渣进行发酵制备低聚糖工艺优化研究遥
一般情况下袁微生物的活动繁殖所需要的最佳的
悦 辕 晕为 圆缘颐 员袁由于甘薯渣中 悦 辕 晕 值较高袁所以需要添
加一定比例的氮源来维系微生物活动遥 以低聚糖产量
大小为依据袁选出合适的速效氮源为硫酸铵袁并确定最
佳添加比例为 园郾 缘豫 遥
苑怨猿员
核摇 农摇 学摇 报 圆愿 卷
影响微生物发酵的一些因素一般主要是发酵温
度尧接种量尧发酵时间尧责匀 值尧料液比等咱员员袁圆员暂 遥 方差分
析结果表明袁对低聚糖产量影响大小次序为发酵时间
跃发酵温度 跃起始 责匀 跃接种量 跃料液比袁发酵时间尧
发酵温度尧起始 责匀 对低聚糖产量具有显著的影响遥
田亚红利用黑曲霉发酵法提取甘薯渣果胶袁对果胶提
取率影响的次序由大到小为发酵温度 跃接种量 跃发酵
时间 跃 孕匀袁发酵温度对果胶提取率影响显著咱圆员暂 遥 这
主要是因为作用微生物及产物不同袁其结果不尽一致遥
在最适温度和最佳 责匀 值条件下袁微生物呈现最佳生
长状态袁所以袁低聚糖产量会随着温度及 责匀 值增大袁
显示出野先增后降冶趋势袁产量最高处即为最佳温度和
最佳 责匀袁分别为 猿园益和 缘郾 园曰任何微生物在特定环境
中都具有一定生长曲线特征袁低聚糖产量与发酵时间
的曲线特征和微生物生长曲线相吻合袁微生物生长的
稳定期活细菌数保持相对稳定尧总细菌数达到最高水
平尧细胞代谢产物积累达到最高峰尧是生产的收获期袁
既低聚糖产量最高时期 员园愿澡遥 接种量代表着培养基
内细菌数目多少袁如果太少袁在一定时间内不能得到较
高的产量袁如果太多袁大部分基质都用于菌体的生长袁
而没有足够的基质转化为低聚糖袁因此袁低聚糖最高产
量下的接种量为其最佳接种量袁为 源豫 遥 微生物生长
需要一定的水分袁但是过多就会对营养淡化袁不利于微
生物摄取袁因此也具有最佳料液比袁为 员颐 员园遥
单因素试验系列实验水平越多误差越小袁结果越
精确袁但是水平增多无形中加大了工作量袁并延长了试
验周期袁因此采用 月燥曾鄄月藻澡灶噪藻灶 中心组合法对甘薯渣
制备低聚糖发酵条件进行优化并验证袁验证结果与预
测值相差很小袁不仅加快了试验的进度袁也得到优化工
艺参数遥
相对于以往的酶解法和酸碱法袁利用发酵法降解
甘薯渣制备低聚糖的方法成本较低袁纤维素降解菌也
普遍存在于大自然中袁并且发酵条件也易控制袁低聚糖
的产量也不错袁是一种很好的转化甘薯渣制备低聚糖
的方法遥
源摇 结论
以甘薯渣为原料袁采用发酵制备低聚糖工艺中袁硫
酸铵作为最适氮源袁最佳添加比例为 园郾 缘豫 遥 各影响
因素对低聚糖产量影响大小次序为院发酵时间 跃发酵
温度 跃起始 责匀 跃接种量 跃料液比袁发酵时间尧发酵温
度尧起始 责匀对低聚糖产量具有显著的影响遥
响应面优化试验获得了甘薯渣制备低聚糖的优化
发酵条件为院起始 责匀 值 源郾 愿愿袁发酵时间 员园源郾 怨苑澡袁发
酵温度 圆怨郾 源源益袁低聚糖的产量为 远郾 圆愿愿滋早窑皂蕴 原员袁验
证结果与预测值相差为 园郾 员猿豫 耀 园郾 源缘豫 袁表明模型具
有实际参考价值遥
参考文献院
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咱员缘暂摇 中国疾病预防控制中心营养与食品安全所尧北京市营养源研究
所尧北京市疾病预防控制中心营养与食品卫生所等援 郧月缘园园怨援 愿愿
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咱员苑暂摇 苏海玲袁 张海英袁 李红卫袁 吕莹袁 韩涛援 蚕豆蛋白酶解工艺及响
应面法的优化咱允暂 援 中国食品学报袁 圆园员猿袁 员猿渊缘冤院 猿怨 原 源远
咱员愿暂摇 刘达玉袁 黄丹袁 李群兰援 酶解法提取薯渣膳食纤维及其改性研
究咱允暂 援 食品工业科技袁 圆园园缘袁 圆远渊缘冤院 怨园 原 怨圆
咱员怨暂摇 张赞彬袁 缪存铅袁 陈小琴援 酶解法提取甘薯渣中水溶性膳食纤
维的研究咱允暂 援 粮油加工袁 圆园园愿袁 渊员冤院 员圆圆 原 员圆缘
咱圆园暂摇 罗仓学袁 韩颖袁 肖琼援 响应面法优化甘薯渣水不溶性膳食纤维
提取工艺研究咱允暂 援 食品科技袁 圆园员猿袁 猿愿渊猿冤院 怨圆 原 怨远
咱圆员暂摇 田亚红袁 刘辉袁 不同方法提取甘薯渣中果胶的研究咱允暂 援 食品工
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咱圆圆暂摇 胡婷春袁 王克勤袁 熊兴耀袁 苏小军袁 邹剑锋袁 易锦琼援 远园悦燥姿 辐
照对甘薯生料糖化的影响咱 允暂 援 核农学报袁 圆园员园袁 圆源渊员冤院 苑猿 原
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