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竹子的竹壁从外到内可分为竹青（主要是石细胞）、竹肉（主要由维管束细胞组成）、竹黄（主要是薄壁细胞）三个部分,其中,竹黄层组织疏松,杂细胞含量多,力学强度低,因此在制板和制浆过程中通常被废弃处理,造成大量的资源浪费。竹黄的开发和利用有助于减少资源浪费、提高竹材综合利用率。本文以竹黄为原材料,利用热带假丝酵母发酵竹黄半纤维素水解液生产木糖醇,对半纤维素水解液的制备工艺以及水解液的脱毒处理、菌种的驯化改良、木糖醇发酵过程的优化等关键技术进行了研究。通过单因素和正交试验确定了稀硫酸水解竹黄半纤维素水解的最佳工艺条件,当稀硫酸质量分数3.5%、反应温度100℃、反应时间2.5 h、液固比10:1时,戊糖得率可达72.61%。此外,利用气相色谱分析了竹黄水解液的单糖组分,结果表明,竹黄水解液中单糖组分主要以木糖,葡萄糖,阿拉伯糖,半乳糖为主,其含量分别为:72.38%、11.67%、5.98%、3.47%。利用Ca（OH）2 +活性炭吸附+真空浓缩组合对水解液进行脱色脱毒处理,结果表明经Ca（OH）2中和后的水解液在活性炭用量5 g/L、反应温度70℃、反应时间30 min、pH 4时,脱色效果较好,脱色率高达93.17%,木糖损失为8.70%,酚类物质的去除率达到98%,脱毒后水解液中糠醛的浓度为0.32 g/L,去除率达27.27%。真空浓缩可进一步去除水解液中的糠醛,去除率达68.73%。利用热带假丝酵母对脱毒后的水解液进行发酵处理,木糖醇得率为12.36%,而通过菌种驯化后,筛选出了一株能够适应水解液发酵的菌株,酵母发酵能力提高,木糖醇得率提高到32.57%。利用驯化后的菌种,对水解液进行发酵条件的优化,结果表明,在pH 6.0,30℃,装液量50 mL,接种量10%的条件下发酵,酵母对水解液的发酵性能较好,在此条件下发酵得率达到34.38%。采用HPLC对发酵液中的单糖和木糖醇组分进行了分析,可明显看出水解液中的木糖在热带假丝酵母的发酵作用下转化成了木糖醇。
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