微波处理甘蔗渣酶法制备低聚木糖的研究

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9.21mg/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％。

目录

文摘

英文文摘

声明

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

3.2.1H2SO4浓度的影响

3.2.2 NaOH浓度的影响

3.2.3H2O2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