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利用蔗渣制备低聚木糖的研究

作　者: 丁胜华
导　师: 欧仕益
学　校: 暨南大学
专　业: 食品科学
关键词: 蔗渣酶解低聚木糖脱色活性炭离子交换树脂
分类号: TS249.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本论文探讨了采用NaOH溶液碱解蔗渣提取木聚糖,稀酸和酶法水解木聚糖制备低聚木糖并对其进行精制的工艺,主要结果如下：1.木聚糖的提取和酶解用4.0%NaOH溶液从蔗渣中提取木聚糖。提取条件为：固液比1：15(w／v),30.0℃下搅拌(160r／min)提取24.0h,过滤,滤液采用分子截留量为3000Da的中空纤维超滤膜超滤浓缩,浓缩液加入清水反复超滤除去残余碱,获得浓度为60.17g/L的木聚糖用于酶解。正交实验结果表明,木聚糖酶添加量5.0g／L,在pH=6.0、40.0℃下酶解4.0h后,可获得产量31.13g/L、平均聚合度为2.64的低聚木糖。小试实验结果表明,6kg蔗渣经上述条件酶解可得到浓度为29.62g／L的低聚木糖液9.942L,酶解率为4.91%。2.低聚木糖的精制研究了4种活性炭和7种大孔离子交换树脂对低聚木糖超滤液的静态脱色效果,并采用阳离子交换树脂732和大孔阴离子交换树脂D750的混合柱床对低聚木糖液进行动态脱色研究。静态脱色结果表明：糖用HC-303型活性炭和大孔阴离子交换树脂D750对低聚木糖溶液具有较好的脱色效果。HC-303型活性炭添加量为3.0g/L时,在80.0℃、pH=3.0、搅拌(160r／min)脱色60min后,脱色率达到95.4%,还原糖损失率为4.8%。添加4.50%(w／w,对固形物)大孔阴离子交换树脂D750,在60℃搅拌(160r／min)脱色3.0h,脱色率达96.5%,糖分损失率为6.0%。阳离子树脂732和大孔阴离子交换树脂D750的混合柱床动态脱色的最佳工艺为：V732树脂：VD750=1：2、上柱pH=7.0、流速4.0BV／h、上柱量8.0BV,脱色率达到90%。3.稀硫酸水解木聚糖采用0.05mol／L稀硫酸于100℃水解木聚糖15min,低聚木糖得率为18.46%,平均聚合度为2.19。采用0.05mol／L稀硫酸80℃预水解木聚糖90min后,木聚糖酶水解木聚糖效果显著提高。实验还初步探索了Viscozyme L、木聚糖酶和纤维素酶及其复合酶对蔗渣水解的影响。结果表明：3种酶复合水解的效果优于2种复合酶水解效果和单独酶水解时的效果。当Viscozyme L、木聚糖酶和纤维素酶的添加比例为2%：4%：6%时,可溶性糖得率为4.15%。采用离子色谱对低聚木糖酸解液的糖类组分的检测,鉴定其中的主要成分为葡萄糖、木糖、阿拉伯糖和半乳糖。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
第一章绪论  12-25
  1.1 蔗渣特性及其综合利用  12-15
    1.1.1 蔗渣特性  12
    1.1.2 甘蔗渣利用概况  12-15
  1.2 低聚木糖  15-22
    1.2.1 低聚木糖的理化性质  16
    1.2.2 低聚木糖的生理学特性  16-17
    1.2.3 木聚糖的提取和精制  17-19
    1.2.4 低聚木糖的制备  19-20
    1.2.5 低聚木糖的分离纯化  20-22
  1.3 立题背景和研究内容  22-23
    1.3.1 立题背景  22-23
  1.4 研究内容概述  23-24
    1.4.1 确定蔗渣木聚糖提取工艺  23
    1.4.2 木聚糖的水解工艺  23-24
    1.4.3 低聚木糖的精制  24
    1.4.4 酶解产物的分析检测  24
  1.5 特色及创新  24-25
第二章利用蔗渣制备低聚木糖的工艺  25-36
  2.1 材料与仪器  25-26
    2.1.1 实验材料  25
    2.1.2 实验仪器  25-26
  2.2 实验方法  26-29
    2.2.1 蔗渣前处理  26
    2.2.2 木聚糖的提取  26
    2.2.3 超滤法制备木聚糖  26-27
    2.2.4 木聚糖的酶解工艺  27
    2.2.5 木聚糖酶酶解正交实验设计  27
    2.2.6 分析计算方法  27-29
  2.3 结果与讨论  29-35
    2.3.1 木糖标准曲线  29
    2.3.2 蔗渣木聚糖提取工艺  29-31
    2.3.3 酶解工艺的确定  31-35
  2.4 小结  35-36
    2.4.1 蔗渣碱提木聚糖工艺条件  35
    2.4.2 木聚糖酶正交实验结果  35-36
第三章稀酸-酶法水解蔗渣木聚糖制备低聚木糖  36-44
  3.1 材料与仪器  36-37
    3.1.1 实验材料  36-37
    3.1.2 实验仪器  37
  3.2 实验方法  37-39
    3.2.1 稀酸预水解木聚糖  37
    3.2.2 木聚糖酶水解木聚糖  37
    3.2.3 稀酸-木聚糖酶水解木聚糖  37-38
    3.2.4 酶水解蔗渣  38
    3.2.5 分析计算方法  38-39
  3.3 结果与讨论  39-43
    3.3.1 稀酸法水解木聚糖  39-40
    3.3.2 稀酸-木聚糖酶法水解木聚糖  40-41
    3.3.3 酶法水解蔗渣  41-43
  3.4 结论  43-44
    3.4.1 稀硫酸水解木聚糖工艺  43
    3.4.2 稀酸-木聚糖酶法水解木聚糖工艺  43
    3.4.3 酶水解蔗渣工艺  43-44
第四章活性炭和大孔离子树脂对低聚木糖液脱色效果研究  44-57
  4.1 材料和方法  45-46
    4.1.1 实验材料  45-46
    4.1.2 实验仪器  46
  4.2 实验方法  46-48
    4.2.1 活性炭预处理  46
    4.2.2 离子交换树脂预处理  46-47
    4.2.3 低聚木糖溶液的制备  47
    4.2.4 活性炭脱色  47
    4.2.5 离子交换树脂静态脱色  47
    4.2.6 离子交换树脂动态脱色  47
    4.2.7 动态吸附实验确定混床树脂最佳脱色条件  47
    4.2.8 色值测定方法  47-48
    4.2.9 还原糖测定  48
    4.2.10 固形物含量的测定  48
  4.3 结果与讨论  48-56
    4.3.1 活性炭脱色  48-51
    4.3.2 离子交换树脂静态脱色  51-53
    4.3.3 离子交换树脂动态脱色  53-56
  4.4 小结  56-57
第五章低聚木糖的成分分析  57-62
  5.1 实验材料与仪器  57-58
    5.1.1 实验材料  57
    5.1.2 实验仪器  57-58
  5.2 实验方法  58
    5.2.1 低聚木糖的精制  58
    5.2.2 精制低聚木糖的酸解  58
    5.2.3 IC法分析精制低聚木糖酸解液中的单糖组分种类  58
  5.3 结果与讨论  58-61
    5.3.1 IC结果分析  58-61
  5.4 小结  61-62
第六章结论与展望  62-64
  6.1 结论  62-63
  6.2 展望  63-64
参考文献  64-74
硕士研究生期间发表论文及获奖情况  74-75
致谢  75

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