半纤维素半纤维素酶和低聚木糖课件.ppt
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1、关于半纤维素半纤维素酶和低聚木糖现在学习的是第1页,共33页益生菌活菌制剂的有效性l1)是否来自人体l2)是否带有耐药性质粒l3)培养和保藏是否困难l4)是否耐受胃酸、胆汁碱而存活l5)是否能够定植于肠道上皮细胞l6)能否形成优势菌落而达到保健效果现在学习的是第2页,共33页1.2 双歧因子 prebiotic 的作用l可以促进人体肠道内有益菌双歧杆菌(Bifidobacterium)等的生长,改进肠道菌群状况。l比活菌制剂更稳定和易于保存,可以添加到各种制品中。l应用于医药、功能食品、饲料等领域。l双歧因子包括人乳中含N-乙酰葡糖胺的糖、玉米浸汁和各种低聚糖等。其中研究最多的是各种低聚糖,而
2、且现在很多品种已经实现了工业化生产。现在学习的是第3页,共33页1.3 低聚糖的功能特性l双歧杆菌增殖因子和低能量。l不被消化性和代谢不依赖胰岛素。l无龋齿性。不消化或不吸收糖l 摄入l (小肠)消化 发酵(大肠)l SCFAl 吸收l 酶降解 l 可利用能源现在学习的是第4页,共33页现在学习的是第5页,共33页第二节半纤维素、半纤维素酶类第二节半纤维素、半纤维素酶类和低聚木糖和低聚木糖现在学习的是第6页,共33页木材细胞壁的构造及组成:木材细胞壁的构造及组成:瘤层 内层中层外层初生壁 中胶层 次生壁l中胶层:厚约为0.2-1.0m,位于细胞之间,负责将它们连在一起,在成熟的木材中,中胶层是
3、高度木化的。l初生壁:位于细胞外的初生壁是一层厚约0.1-0.2 m壁,由半纤维素,纤维素、果胶和完全包在木质素中的蛋白质组成。l次生壁:分为三层,由内向外、内层,中层,外层。由包裹在木质素和半纤维素中定位不同的纤维素纤丝组成,并代表了纤维素合成阶段及在最初原生质中的位置,只要植物细胞壁的天然结构保持完好,其中木质素就能防止降解酶类接触纤维素纤丝。现在学习的是第7页,共33页现在学习的是第8页,共33页一、半纤维素一、半纤维素1.半纤维素:是由几种不同类型的单糖构成半纤维素:是由几种不同类型的单糖构成的异质多聚体。单糖聚合体间分别以共的异质多聚体。单糖聚合体间分别以共价键、氢键、醚键和酯键连接
4、,他们与价键、氢键、醚键和酯键连接,他们与伸展蛋白、其他结构蛋白、壁酶、纤维伸展蛋白、其他结构蛋白、壁酶、纤维素和果胶等构成具有一定硬度和弹性的素和果胶等构成具有一定硬度和弹性的细胞壁,因而呈现稳定的化学结构。是细胞壁,因而呈现稳定的化学结构。是植物纤维材料中除去纤维素和果胶之外植物纤维材料中除去纤维素和果胶之外的碳水化合物,是植物纤维原料中的主的碳水化合物,是植物纤维原料中的主要成分之一。要成分之一。2.1 半纤维素的组成及基本结构半纤维素的组成及基本结构现在学习的是第9页,共33页D-木糖木糖D-甘露糖甘露糖D-葡萄糖葡萄糖D-半乳糖半乳糖2 组成组成无热量甜味剂;对人体肠道内的双歧无热量
5、甜味剂;对人体肠道内的双歧杆菌有较高的增殖作用杆菌有较高的增殖作用 半纤维素只是半纤维素只是一群糖共聚物一群糖共聚物的总称。的总称。这些糖基形成基础链(主链),其它糖基作为支这些糖基形成基础链(主链),其它糖基作为支链连接于基础链上链连接于基础链上现在学习的是第10页,共33页不同来源不同来源半纤维素半纤维素的组成的组成木本植物:木本植物:D-木糖、木糖、D-甘露糖甘露糖、D-半乳半乳糖、糖、D-阿拉伯糖、葡萄糖醛酸阿拉伯糖、葡萄糖醛酸等等草本植物和谷类:草本植物和谷类:D-木糖、木糖、L-阿拉伯糖阿拉伯糖、D-半乳糖、半乳糖、D-葡萄糖葡萄糖现在学习的是第11页,共33页二、纤维素和半纤维素
6、化学结构的差别二、纤维素和半纤维素化学结构的差别1、由、由不同的糖单元不同的糖单元组成,纤维素只含有葡组成,纤维素只含有葡萄糖,为同聚多糖。半纤维素含有多种糖,萄糖,为同聚多糖。半纤维素含有多种糖,可能为同聚多糖,也可以为两种或多种单可能为同聚多糖,也可以为两种或多种单糖形成的杂聚多糖。糖形成的杂聚多糖。2、糖链链长的聚合度不同,纤维素的糖、糖链链长的聚合度不同,纤维素的糖链较长,半纤维素的链长较短。链较长,半纤维素的链长较短。3、两类物质的分子中分支不同,纤维素、两类物质的分子中分支不同,纤维素无分支,半纤维素有分支,有的单糖无分支,半纤维素有分支,有的单糖只出现在支链上。只出现在支链上。组
7、成不同组成不同长短不同长短不同形状不同形状不同现在学习的是第12页,共33页三、半纤维素的分类三、半纤维素的分类1 对碱的对碱的溶解性溶解性不同不同半纤维素半纤维素24%KOH不溶不溶溶解溶解聚葡萄糖甘露糖聚葡萄糖甘露糖聚半乳糖葡萄糖甘露糖聚半乳糖葡萄糖甘露糖木聚糖木聚糖Ba2+配合物配合物析出析出聚半乳糖葡萄糖甘露糖聚半乳糖葡萄糖甘露糖木聚糖木聚糖2、根据、根据主链的糖基主链的糖基不同不同 如如木聚糖、聚葡萄糖甘露糖,聚木聚糖、聚葡萄糖甘露糖,聚半乳糖葡萄糖甘露糖类等。半乳糖葡萄糖甘露糖类等。现在学习的是第13页,共33页1 木聚糖:主链为木聚糖:主链为-D-吡喃木糖以吡喃木糖以-1,4-糖
8、苷键连接而成的糖苷键连接而成的线状分子线状分子,分子量约分子量约30000(200个糖单位),白色无定形粉末,不溶于冷水,个糖单位),白色无定形粉末,不溶于冷水,溶于稀碱溶液。溶于稀碱溶液。2 木聚糖是各种半纤维素中的主要成分。木聚糖是各种半纤维素中的主要成分。木聚糖类广泛存在于自然界,木聚糖类广泛存在于自然界,几乎所有植物中都含有。木聚糖在植物细胞壁中的含量仅次于纤维素。几乎所有植物中都含有。木聚糖在植物细胞壁中的含量仅次于纤维素。3 不同植物所含木聚糖多少也有所差别不同植物所含木聚糖多少也有所差别 一般硬材中所含的木聚糖比软材中多,硬材能占干重的一般硬材中所含的木聚糖比软材中多,硬材能占干
9、重的15%-30%。一些一年生植物如小麦,甘蔗,棉花的籽壳中,木聚糖含量非一些一年生植物如小麦,甘蔗,棉花的籽壳中,木聚糖含量非常高,一般能高达常高,一般能高达30%以上。以上。四四 木聚糖类木聚糖类线状分子与直链无分支一样线状分子与直链无分支一样吗?吗?现在学习的是第14页,共33页4 同聚多糖与同聚多糖与异聚多糖异聚多糖5 木聚糖分类:木聚糖分类:硬木木聚糖硬木木聚糖软木木聚糖软木木聚糖草木类木聚糖草木类木聚糖组成单位:组成单位:O乙酰乙酰4O甲基葡萄糖醛酰木糖甲基葡萄糖醛酰木糖聚合度:聚合度:150-200高度乙酰化,发生在高度乙酰化,发生在C3位位组成单位:阿拉伯组成单位:阿拉伯4O甲
10、基葡萄糖醛酰木聚糖残基甲基葡萄糖醛酰木聚糖残基聚合度:聚合度:70-130非乙酰化非乙酰化组成单位:组成单位:L呋喃型阿拉伯糖基、呋喃型阿拉伯糖基、4O甲基甲基D吡喃葡萄糖醛酸基吡喃葡萄糖醛酸基聚合度:聚合度:70-130现在学习的是第15页,共33页小麦麸皮阿拉伯木聚糖的结构图7)面团形成过程Dough formation:小麦粉和水-混合 揉捏-疏水相互作用和二硫键-线状多聚物 多聚物之间相互作用 氢键、疏水相互作用、二硫键-面团形成-发酵(产气泡)-气液界面形成强膜。现在学习的是第16页,共33页2.2降解半纤维素的微生物降解半纤维素的微生物l大多数的细菌和真菌大多数的细菌和真菌能够分泌
11、胞外木聚糖酶,释放木糖,为在能够分泌胞外木聚糖酶,释放木糖,为在木聚糖上生长的异养生物提供养料。木聚糖上生长的异养生物提供养料。l瘤胃微生物是具有潜力的半纤维素酶产生者。瘤胃微生物是具有潜力的半纤维素酶产生者。l瑞氏木霉,绿色木霉、粉状侧孢瑞氏木霉,绿色木霉、粉状侧孢有较高的胞外半纤维素酶活性。有较高的胞外半纤维素酶活性。l很多能分解半纤维素的微生物只具有内切葡聚糖酶,而缺少很多能分解半纤维素的微生物只具有内切葡聚糖酶,而缺少外切葡聚糖酶,因而半纤维素分解能力很弱。外切葡聚糖酶,因而半纤维素分解能力很弱。l胞外半纤维素酶活力较强的微生物胞外半纤维素酶活力较强的微生物曲霉,枯草杆菌,厌氧性曲霉,
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