论文总字数：13476字

摘 要

本课题以玉米芯为原料，通过碱法和蒸煮法来分别提取其中的木聚糖。这方面的研究不仅只在玉米芯的综合利用方面具有重要的意义，而且具有重要的经济和社会价值。

通过正交实验，碱法提取玉米芯中木聚糖的最佳工艺条件为:NaOH浓度为15%, 固液比为1∶20, 浸提温度为90℃, 浸提时间为90min, 得木聚糖A的最佳pH值为5, 得木聚糖B的最佳酒精体积为3倍, 沉淀时间90min, 在以上条件下, 木聚糖提取率为28.5%;蒸煮法提取木聚糖的最佳工艺条件为：粉碎玉米芯用0.1%H₂SO₄在60℃条件下浸泡12h,滤去浸泡液,按1:10加水于120℃蒸煮60min,其提取液中木聚糖的提取率达20%,m (RS):m(TS)%小于38%。虽然木聚糖的提取率较低,但其水解条件温和 ,副产物相对较小 ,因而有利于木聚糖的工业化生产。

关键词：玉米芯 ；木聚糖 ；碱法 ；蒸煮法

Abstract

The topics to corncobs as raw materials, soda and cooking methods to extract xylan, respectively. Research in this area has not only just in terms of utilization of corn cob significance, but also has important economic and social value.

The optimum conditions by orthogonal experiment, alkaline extraction corn cob xylan as: NaOH concentration of 15%, solid-liquid ratio of 1:20, extraction temperature is 90 ℃, extraction time was 90min, get wood a polysaccharide optimum pH value of 5, the volume of alcohol was the best xylanase B is 3 times, the settling time 90min, under the above conditions, the extraction was 28.5% xylan; cooking extracted xylan the optimum conditions were: crushed corn cob soaked with 0.1% H2SO4 at 60 ℃ for 12h, filtered soaking, cooking and water 1:10 60min at 120 ℃, which extracts the extract rate of 20% xylan , m (RS): m (TS)% less than 38%. Although xylan extraction rate is low, but the hydrolysis under mild conditions, by-products is relatively small, which is conducive to the industrial production of xylanase.

Keywords: corn cob ；xylan； alkaline； cooking method

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1玉米芯简介 1

1.2 木聚糖简介 2

1.2.1 木聚糖 2

1.2.2 木聚糖的提取方法 3

1.2.2.1 碱法 3

1.2.2.1.1 DNS 3

1.2.2.2 蒸煮法 4

1.2.2.2.1 木聚糖粗提液的制备工艺流程 4

1.2.2.2.2 还原糖(RS)的测定:采用DNS法 4

1.2.2.3 超声波法 4

1.3 正交实验 5

1.3.1 正交实验设计法的基本概念 5

1.3.2 正交实验的意义 5

1.4 本课题的研究目的及主要内容 5

第二章 实验材料与方法 6

2.1 实验材料 6

2.1.1 实验仪器及设备 6

2.1.2 主要实验试剂 6

2.2. 实验试剂 6

2.2.1 30%硫酸： 6

2.2.2 3，5-二硝基水杨酸（DNS）溶液： 6

2.2.3 10mg/mL标准木糖溶液（pH7.0） 7

2.2.4木糖标准曲线(pH=7.0)的绘制 7

2.2.5 还原糖测定 7

2.2.6 木聚糖总糖测定 7

2.2.7 碱法提取木聚糖及木聚糖得率计算 8

第三章 结果与讨论 9

3.1玉米芯预处理制备木聚糖的影响因素 9

3.1.1固液比对木聚糖提取率的影响 9

3.1.2 NaOH浓度对木聚糖提取率的影响 10

3.1.3提取时间对木聚糖提取率的影响 10

3.1.4 温度对木聚糖提取率的影响 11

3.1.5 pH值对木聚糖提取率的影响 11

3.1.6 酒精体积对木聚糖提取率的影响 12

3.1.7 沉淀时间对木聚糖提取率的影响 12

3.2正交试验法确定最佳提取工艺 13

3.3木糖标准曲线 14

3.4 玉米芯预处理制备对蒸煮法提取木聚糖的影响因素 15

3.4.2不同浓度H₂SO₄预处理后的蒸煮结果 15

3.4.3不同对水比的蒸煮结果 16

3.4.4 不同蒸煮时间的蒸煮结果 17

3.4.5 不同蒸煮方法的蒸煮结果 17

第四章 结论与展望 19

4.1结论 19

4.2展望 19

参考文献 20

致谢 22

第一章 文献综述

1.1玉米芯简介

中国是一个农业大国, 玉米是中国三大粮食作物之一。据联合国粮农组织( FAO) 报道, 世界玉米种植面积1.35亿hm², 我国位居世界第二, 玉米产量1.1亿t 以上^[6]。在进行玉米加工的同时, 会有大量的下脚料玉米芯产生。玉米芯中木聚糖的含量高达35%～40%，按3kg玉米产lkg玉米芯计算, 每年中国大约可均产玉米芯0.4亿t 左右。然而玉米芯在很长时间内不能被广泛利用, 绝大部分作为农家燃料被白白烧掉, 造成很大的浪费^{[7] [8] [9]}。

玉米芯中纤维素占32%~36%, 多缩戊糖占35%~40%, 木质素占25%,其次还含有少量的灰分等, 其中多聚戊糖的主要成分为木聚糖, 包括A和B两个组分, 前者可通过调pH得到, 后者可通过有机溶剂沉淀得到。木聚糖在食品中可用作乳化剂及膳食纤维,具有促进有丝分裂及免疫调节等功能^{[1] [2]}。此外,木聚糖通过酶解可制备低聚木糖,低聚木糖有促进肠道内有益菌的繁殖、 抑制有害菌生长的独特生理功能。

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