1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
菊芋(helianthus tuberosus)，又称洋姜或鬼子姜，菊科向日属，其块茎中含有大量的菊粉，约占块茎干重的70%，是生产菊粉、果糖、低聚果糖的理想材料。果聚糖外切水解酶（fructanexohydrolase，feh），属于糖基水解酶32家族（glycosyl hydrolysase 32，gh32），主要存在于单子叶植物小麦和多年生黑麦草，双子叶植物中菊科的菊苣、牛蒡以及模式生物拟南芥等[1, 2]。果聚糖外切水解酶是植物中主要降解果聚糖的酶，通过水解果聚糖末端的果糖基生成1个果糖来实现降解，最终水解产生果糖和蔗糖，蔗糖又可以在转化酶（invertase，inv）的作用下进一步水解为果糖和葡萄糖[3]。果糖和低聚果糖都是较好的高级甜味品，功能性食品及食品添加剂。果糖甜度高，风味好，热值低，可以预防糖尿病，营养丰富，能直接供给人体热量，补充体液。低聚果糖是双歧杆菌增殖因子，能进入大肠被双歧杆菌选择性利用，而且还能增加钙、镁的吸收，促进矿物质的平衡，改善肠菌群，降低甘油三酯水平，降低总胆固醇，适宜于婴儿、孕妇和老年人使用，在医药保健品、食品饮料、饲料领域的研究和应用越来越广泛。
酶的固定化是指通过某些酶和载体相结合，酶被载体材料束缚或限制于一定区域内进行其特有的催化反应，并可回收及重复使用的一类技术。游离酶水解底物通常造成底物和产物分离不开，不安全，且具有不能反复利用，反应不易控制等特点，而固定化酶可反复利用，连续操作，易于分离纯化，而且能简化工艺，使底物转化率提高，从而降低成本，提高利润，为工业化获得更高的效益[4]。1916年nelson和grifinn发现了酶的固定化现象，1969年，日本千烟一郎博士首次将固定化酶用于工业生产，开创了固定化酶应用的新纪元。此后，固定化酶的研究涉及生物、医药、食品等多个领域，而关于固定化材料和方法的研究更是火热。我国在此领域起步较晚，但是相关研究已经比较成熟，例如菊粉酶的固定化工艺的选择及应用。菊粉酶能将菊芋块茎中的菊粉降解为高果糖浆或低聚果糖，且用菊粉酶来酶解菊粉具有反应彻底，能有效为人们利用的特点[5]。
固定化酶具有重复性，环保性，且成本较低，因此利用固定化果聚糖外切水解酶生产果糖浆和低聚果糖有较好的发展前景。但是，果聚糖外切水解酶于上个世纪末发现，有关果聚糖外切水解酶的固定化工艺和应用研究相对较少，需要进一步探索。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标
利用热提取法提取菊芋块茎中的糖，加入通过树脂交联吸附法制作的固定化酶，探讨在工业条件下，生成果糖量与时间的关系，从而降低生产成本且具有经济价值。
研究内容
3. 研究的方法与方案
实验方案
（1）粗酶液处理
a) 诱导菊苣fehⅡa酶
4. 研究创新点
有关固定化酶的制作工艺已经相当成熟，例如聚乙烯醇海藻酸钙包埋法、壳聚糖交联法、人造棉绒布共价偶联法等，但是大多数研究还是使用d201大孔树脂交联吸附法制作固定化酶。
菊粉酶的固定化工艺及酶学性质研究已经非常普遍，但是有关菊苣fehⅡa酶固定化工艺研究很少，并且应用并不广泛。
本实验通过对fehⅡa酶的固定化工艺优化，保持酶较高的活力；在一定料液比的菊芋块茎溶液中发生酶解反应，将低聚果糖酶解成果糖，达到果糖产量最大化，应用到工业生产中，降低生产成本。
5. 研究计划与进展
2016年11月，查阅相关文献资料，设计实验方法及步骤，开展预实验；
2016年12月2017年4月，固定化酶制作工艺优化，菊芋块茎溶液提取，酶解反应的最佳反应时间和料液比测定；
2017年5月-6月，补充实验。数据分析总结，撰写论文及结题报告。
