酶法生產(chǎn)木糖.pdf

1、木糖(Xylose)是一種五碳糖，在自然界中主要以D-木糖形成的聚糖存在于植物纖維中的半纖維素內(nèi)。木糖是所有功能性糖中性質(zhì)最穩(wěn)定的一種糖。木糖不會(huì)增加血液中的血糖值、能夠增殖雙歧桿菌等都顯示出了其優(yōu)越的功能。
　　 目前，木糖的生產(chǎn)主要是以玉米芯為原料，利用硫酸在高溫高壓的條件下進(jìn)行水解。除了硫酸法以外還有堿法、酶法，其中酶法因其性質(zhì)專一、分解速度快、條件溫和，并且產(chǎn)品的品質(zhì)高，已成為研究的重點(diǎn)。
　　 本文采用甘蔗渣為

2、原料來(lái)生產(chǎn)木糖，以獲得高收率的木糖為目標(biāo)，采用一系列可行方案來(lái)提高木糖收率，研究的主要內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　 利用蒸汽爆破的方法進(jìn)行甘蔗渣的預(yù)處理，依據(jù)不同的壓力組合和不同的時(shí)間組合來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。然后測(cè)出實(shí)驗(yàn)原料中的纖維素剩余量、半纖維素剩余量、木質(zhì)素剩余量。通過(guò)不同的實(shí)驗(yàn)組合數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓力為3.0MP，保溫時(shí)間60s時(shí)，半纖維的降解達(dá)到80％，并且纖維素和半纖維降解較少。
　　 使用蒸汽爆破的甘蔗渣作為原料，利用硫

3、酸來(lái)對(duì)這些原料進(jìn)行水解的單因素實(shí)驗(yàn)、正交試驗(yàn)和響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)得到了酸濃度、酸解時(shí)間、固液比三個(gè)因素的最優(yōu)條件為酸濃度為0.3％、酸解時(shí)間為1.5h、固液比為1∶8。依據(jù)獲得單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們進(jìn)行了正交實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證單因素試驗(yàn)，并且通過(guò)響應(yīng)面可以獲得理論的最優(yōu)值。最優(yōu)值為在酸濃度為0.3369％，固液比的為1∶8.12，酶解時(shí)間為1.8h的條件下，半纖維素的分解率最高可以達(dá)到86.49％。通過(guò)高效液相色譜分析可知在

4、這最優(yōu)條件下，木糖占還原糖液的66.57％。與傳統(tǒng)方法的收率基本相同，但與傳統(tǒng)方法相比優(yōu)勢(shì)很明顯。
　　 本文中使用的第二種生產(chǎn)木糖的方法是利用木聚糖酶直接酶解蒸汽爆破的甘蔗渣原料來(lái)生產(chǎn)木糖。文章首先討論了木聚糖酶的酶學(xué)性質(zhì)，然后得到了木聚糖酶在酶解甘蔗渣時(shí)的單因素條件和正交試驗(yàn)的結(jié)果。通過(guò)酶學(xué)性質(zhì)的單因素實(shí)驗(yàn)，得出木聚糖酶的最佳單因素條件，即pH值為5.0、溫度為50℃的條件下木聚糖酶的酶活力最高。與此同時(shí)得出木聚糖酶的穩(wěn)定性

5、為在pH值為5.0、溫度為50℃的條件8h內(nèi)酶活剩余量大于50％。得出此木聚糖酶的最優(yōu)酶學(xué)條件以后，進(jìn)行了木聚糖酶酶解蒸汽爆破后的甘蔗渣原料的單因素實(shí)驗(yàn)和正交試驗(yàn)，最終得到，在加酶量為2000U/g（原料）、固液比為1∶8、酶解時(shí)間為4h的條件下酶解效果最佳。通過(guò)正交試驗(yàn)可以獲得半纖維素的分解率達(dá)到74.8％，其中木糖約占糖液的54.52％。此方法的收率不及酸法的收率高，這與酶的專一性和甘蔗渣的結(jié)構(gòu)有關(guān)。
　　 為了獲得更高的還