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文檔簡介
1、低聚木糖(Xylo-oligosaccharides)又稱木寡糖,是由2~6個木糖分子以β-1,4糖苷鍵結合而成的短鏈聚合物,作為一種功能性聚合糖,現(xiàn)已廣泛運用到醫(yī)療、健康、畜牧業(yè)等領域,具有可觀的市場前景。
目前,以木聚糖為原料生產(chǎn)低聚木糖的主要方法有自動水解、酸法水解、酶法水解等。自水解和酸解通常需要高溫環(huán)境,且易造成低聚木糖的降解,使得副產(chǎn)物過多。酶解不僅對底物性質(zhì)要求較為嚴格,而且由于從木質(zhì)纖維素中提取得到的粗木聚糖含
2、有一定量的纖維素、木質(zhì)素以及其他雜質(zhì),很難直接通過粗木聚糖底物配制營造一個易于酶解的底物環(huán)境。因而,如何控制底物特性使得酶解更徹底的進行,以及如何有效結合各類水解方法成為了本文的重點。本課題的主要工作如下:
1、對于水解過程中基本參數(shù)的單因素試驗,考察了酶法水解中的酶種類、酶用量、酶解時間、底物性質(zhì),以及酸法水解中的酸種類、酸濃度、酸解時間幾個主要變量對糖產(chǎn)率的影響情況。首先,纖維素酶可和半纖維素酶的酶解會使得木聚糖較多地降解
3、為單糖,而木聚糖酶的酶解產(chǎn)物中以寡糖為主。偏酸性環(huán)境的酶解會在較短時間內(nèi)產(chǎn)糖但寡糖易于降解為單糖,偏堿性環(huán)境則需要較長的時間產(chǎn)糖且單糖量較少。因而,為了盡可能多的得到目標產(chǎn)物低聚木糖,對酶種類的選擇以內(nèi)切木聚糖酶為主,使用偏堿性長時間反應或偏酸性短時間反應進行生產(chǎn)。其次,酸解反應易造成產(chǎn)品中過多的副產(chǎn)品,因而本課題將酸解方法列入輔助酶解的方法之一,而不再單獨使用酸解進行低聚木糖的生產(chǎn)。
2、對于木聚糖制備過程中產(chǎn)生、引入的雜質(zhì)
4、,通過對比水、醇洗玉米秸稈、脫木質(zhì)素、除鹽等預處理操作,考察了酶水解木聚糖時,底物中鹽分、乙醇及色素的含量對酶解產(chǎn)生的影響。少量且適宜鹽分(5-10 mg/mL)的存在,會促進木聚糖酶解產(chǎn)生低聚木糖,但鹽濃度過高會抑制木聚糖的酶解;乙醇的存在會顯著抑制木聚糖酶的活性,乙醇含量每增加25 mg/mL,低聚木糖得率將會降低5%左右;色素同樣對酶解有著抑制的作用。使用低色值、不含乙醇、鹽分濃度為10 mg/mL的木聚糖底物進行酶解,低聚木糖產(chǎn)
5、率達到58.58%。這些實驗結果顯示,在木聚糖的提取過程中若能盡可能的降低其中的有色物質(zhì),不要引入乙醇,并保留適當?shù)柠}分,會有效提升低聚木糖的產(chǎn)率。
3、以玉米秸稈為原料堿提得木聚糖原料制備低聚木糖工藝,對于單一酶解無法得到較高的木寡糖得率問題,本課題采取了木聚糖分級制備與分步水解的方法。設置了“酶解-二次酶解”、“酶解-酸解”、“酶解-酸解-二次酶解”、“自水解-酶解”四種工藝路線,以及木聚糖液沉淀-透析除鹽、木聚糖液-透析
6、除鹽、木聚糖液-納濾膜除鹽三種不同的級份,進行水解實驗。主要結果如下:對于不同的分步水解流程:“酶解-二次酶解”以及“酶解-酸解”過程對糖得率產(chǎn)生不顯著的提升(<10%);而“酶解-酸解-二次酶解”過程的低聚木糖產(chǎn)率較單一酶解提高了20.16%,較“酶解-酸解”提高了13.36%,顯著提高了水解效果。自水解后的酶解結果,160℃高溫處理后的酶解在3h得到了高達83.81%的低聚木糖產(chǎn)率,比直接酶解增加了40.60%,此時總糖得率為95.
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