微波处理甘蔗渣酶法制备低聚木糖的研究

论文摘要

低聚木糖是功能性低聚糖的一种,具有很强的促双歧杆菌增值能力,对人体健康有重要作用。本实验研究了一种高效率、无污染、低成本的以甘蔗渣为原料酶法生产低聚木糖的预处理方法。本文以酶解效果作为评判标准,以还原糖含量为响应值作响应面分析,依据回归方差分析确定各工艺条件的影响因子,研究了低聚木糖生产工艺中甘蔗渣的预处理方法:酸法、碱法、双氧水法。同时采用微波处理甘蔗渣酶法制备低聚木糖。结果表明:1.微波处理甘蔗渣酶法制备低聚木糖的最佳工艺条件为:微波消解压力0.9MPa,微波消解时间17min,木聚糖酶用量0.7%(相对于原料甘蔗渣),在此条件下酶解液中还原糖含量可达9.21 mg/mL。2.TLC结果显示:微波处理甘蔗渣酶解液主要成分是木二糖、木三糖和木四糖,还有很少量的木糖。3.XRD显示:微波处理后的甘蔗渣没有破坏甘蔗渣中纤维素结晶结构。在微波处理后甘蔗渣的衍射峰强度比原料甘蔗渣的衍射峰强度更强,说明有大量木聚糖溶出。4.低聚木糖糖液纯化:以活性炭柱层析、乙醇溶液为洗脱液、分离纯化低聚木糖的方法,可以去除糖液中的大部分色素,脱色率达到94.3%。洗脱液成分的TLC显示:水洗脱液的主要成分是色素和高聚糖,乙醇洗脱液的主要成分是木二糖、木三糖和木四糖,还有很少量的木糖。5.采用高效液相色谱(HPLC)法测定低聚木糖的含量,结果表明:低聚木糖溶液中低聚木糖含量为50.9%,木二糖至木四糖含量为48.9%,单糖的含量为9.7%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究存在的问题
• 1.4 研究内容
• 第二章 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 原料
• 2.1.2 主要试剂
• 2.1.3 主要仪器设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 甘蔗渣中主要成分的测定
• 2.2.2 甘蔗渣的预处理
• 2.2.3 微波处理
• 2.2.4 酶解
• 2.2.5 响应面试验
• 2.2.6 X—射线衍射实验
• 2.2.7 活性炭柱层析分离低聚木糖
• 2.3 分析方法
• 2.3.1 3,5-二硝基水杨酸（DNS）法测定还原糖的含量
• 2.3.2 地衣酚—盐酸法测定可溶性木聚糖的含量
• 2.3.3 紫外分光光度法测定糠醛的含量
• 2.3.4 薄层层析色谱（TLC）法分析低聚木糖各组成成分
• 2.3.5 高效液相色谱（HPLC）法测定低聚木糖的含量
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 原料甘蔗渣主要成分测定结果
• 3.2 微波处理蔗渣制备低聚木糖的影响因素
• 2SO₄浓度的影响'>3.2.1 H₂SO₄浓度的影响
• 3.2.2 NaOH浓度的影响
• 2O₂浓度的影响'>3.2.3 H₂O₂浓度的影响
• 3.2.4 微波处理不同预处理甘蔗渣酶解液薄层层析色谱（TLC）分析
• 3.2.5 微波消解预处理甘蔗渣酶解液中还原糖含量、木聚糖提取率和糠醛含量比较
• 3.2.6 微波消解压力的影响
• 3.2.7 微波消解时间的影响
• 3.2.8 固液比的影响
• 3.2.9 加酶量的影响
• 3.2.10 小结
• 3.3 微波处理蔗渣酶法制备低聚木糖工艺条件的响应面分析
• 3.3.1 响应面分析因素与水平的选取
• 3.3.2 响应面分析方案及结果
• 3.3.3 响应面图
• 3.3.4 回归方差分析
• 3.3.5 最佳条件下微波处理甘蔗渣酶解液成分分析
• 3.3.6 小结
• 3.4 X—射线衍射法研究预处理过程对甘蔗渣纤维素的影响
• 3.5 低聚木糖分离纯化研究
• 3.5.1 活性炭吸附容量的测定
• 3.5.2 上样量的确定
• 3.5.3 活性炭柱层析结果
• 3.5.4 低聚木糖分离纯化结果
• 3.6 高效液相色谱（HPLC）法测定低聚木糖的含量
• 第四章 结论
• 第五章 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文