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1、從玉米芯提取低聚木糖內(nèi)容提要玉米深加工的概述玉米芯的研究低聚木糖的研究低聚木糖的制備方法總結(jié)1.玉米的深加工玉米作為糧食和飼料作物，資源豐富，為人類(lèi)的生存和發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。近年來(lái)，隨著科技進(jìn)步，我國(guó)玉米年產(chǎn)量超過(guò)億，位居世界第二。20世紀(jì)70年代以來(lái)，玉米加工業(yè)得到各國(guó)的普遍重視，發(fā)展迅速，已經(jīng)形成規(guī)模宏大的工業(yè)部門(mén)。玉米深加工產(chǎn)品的種類(lèi)超過(guò)3000多種。玉米食品深加工利用方式有兩種：濕法加工：將玉米加工成淀粉作為食品工業(yè)基礎(chǔ)原料，或以淀粉為中間產(chǎn)品經(jīng)液化、糖化等工藝加工成玉米糖漿、高果糖漿或結(jié)晶葡萄糖
2、，用作食品、飲料的甜味劑。干法加工：將玉米破碎分離成胚乳、胚芽和果皮等，再分別利用其營(yíng)養(yǎng)組分。2玉米芯的研究玉米芯有較高的利用價(jià)值，作為玉米生產(chǎn)的副產(chǎn)物，玉米芯在我國(guó)農(nóng)村一直被廉價(jià)地作為燃料而燒掉，使這一資源豐富且具有很高的利用價(jià)值的工業(yè)原料，沒(méi)有得到合理充分的利用。2.1玉米芯的化學(xué)組成玉米芯主要由纖維素和木質(zhì)素組成。據(jù)測(cè)定，玉米芯含粗蛋白2%-6%；粗脂肪0.5%；可溶性無(wú)氮物52.9%；粗纖維33.1%；灰分3.2%；水分7.7%。2.2玉米芯的應(yīng)用前景據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)玉米年產(chǎn)量約為1.2億噸。按生產(chǎn)
3、1千克玉米同時(shí)可得到1/3千克玉米芯計(jì)算，我國(guó)玉米芯年產(chǎn)量約0.4億噸，產(chǎn)量極其可觀。以玉米芯為原料可以用于生產(chǎn)糠醛、木糖、木糖醇及酚類(lèi)。3.低聚木糖的研究低聚木糖也稱(chēng)木寡糖(xylo-oligosaeeharide，簡(jiǎn)稱(chēng)XOS)，由2~7個(gè)D-木糖以β-1，4木糖苷鍵結(jié)合而成，是以木二糖、木三糖為主要成分的混合物。為白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，易溶于水。3.1低聚木糖的結(jié)構(gòu)圖1-1低聚木糖的分子結(jié)構(gòu)3.2低聚木糖的功能雙歧桿菌增殖作用和減少有毒發(fā)酵產(chǎn)物及有害細(xì)菌的產(chǎn)生。抑制病原菌和腹瀉。防止便秘。保護(hù)肝臟。
4、降低血清膽固醇。降低血壓。增強(qiáng)機(jī)體免疫力，抗癌。具有良好的配伍性。屬于低甜度的甜味劑。促使機(jī)體生成多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，包括VB1、VB2、VB6、VB12、煙酸和葉酸。不會(huì)引起牙齒齲變，抑制口腔病菌的滋生。3.3低聚木糖的用途1）木糖主要通過(guò)加氫制造木糖醇，其用途更加廣泛。2）木糖在食品、飲料中作為無(wú)熱量甜味劑，適用于肥胖及糖尿病患者。3）木糖在發(fā)達(dá)國(guó)家已應(yīng)用于寵物飼料。4）木糖用作烤制品。5）木糖用作高檔醬油色。6）在輕工、化工方面也有一定用途。4.低聚木糖的提取方法堿法提??；蒸煮法：微波法；酸水解法；酶水
5、解法；4.1堿法提取木糖堿法處理的原理：是通過(guò)堿的作用提高木聚糖的水溶性，使木聚糖從玉米芯原料中溶出。粉碎過(guò)40目玉米芯沸水浸泡NaOH溶液浸提主要工藝條件堿法提取玉米芯木聚糖的工藝，即采用NaOH濃度0.7mol/L，料液比（w/v）1:10，原料在120℃下處理30min，離心，上清液加入酒精至終濃度65％沉淀木聚糖，離心收集沉淀。該工藝條件下100L規(guī)模中試生產(chǎn)粗木聚糖的提取率為16.63％。堿法提取木糖的局限性實(shí)際生產(chǎn)中，采用超聲波輔助萃取可以降低NaOH的使用濃度，但堿液使用量還是很大，堿液不
6、僅對(duì)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，還產(chǎn)生大量的堿性廢水造成環(huán)境污染，因此難以工業(yè)化生產(chǎn)。4.2蒸煮法提取木糖原理：蒸煮法提取木聚糖是利用木聚糖自身含有的乙?；诟邷刈饔孟旅撀湫纬梢宜?，體系的pH值降低，從而使木聚糖在較高溫度下β-1，4糖苷鍵斷裂發(fā)生自身水解作用。蒸煮法提取木糖優(yōu)缺點(diǎn)蒸煮法提取木聚糖，水解程度相對(duì)較低，副產(chǎn)物相對(duì)較少，也解決了堿法提取帶來(lái)的嚴(yán)重污染問(wèn)題。但木聚糖的提取率隨溫度的升高而增加，其副產(chǎn)物也隨之顯著增加，顏色也隨之加深，同時(shí)，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，能耗高。4.3微波法提取木糖微波作用可以使植物纖維原料結(jié)構(gòu)
7、松散，半纖維素得到有效降解，酶解性能大大提高。與其他預(yù)處理方法相比較，微波處理具有工藝過(guò)程簡(jiǎn)單和無(wú)污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，由于投資大和工藝不成熟等原因，目前還不適合工業(yè)化生產(chǎn)。4.4酸水解法提取木糖粉碎后的玉米芯預(yù)處理酸水解中和脫色離子交換濃縮二次離子交換二次濃縮結(jié)晶干燥酸水解法提取木糖工藝條件預(yù)處理：粉碎好的玉米芯用0.1%的硫酸在常壓下加熱煮沸2h后，濾渣備用。酸水解：對(duì)制備的濾渣采用1.5%硫酸水解，時(shí)間4h，水解溫度為100℃中和：以碳酸鈣為中和劑，中和終點(diǎn)pH3.0，中和時(shí)間90min，中和溫度80℃
8、。脫色：將濾液加入預(yù)處理后的活性炭中，脫色溫度70℃，脫色時(shí)間45min，活性炭用量為2%酸水解法提取木糖工藝條件離子交換：將苯乙烯型強(qiáng)堿型陰離子交換樹(shù)脂和苯乙烯型強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂分別用4%的NaOH和3%--4%HCl進(jìn)行預(yù)處理，樹(shù)脂預(yù)處理后裝柱，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂：陰離子交換樹(shù)脂=1:1.5；糖液先過(guò)陽(yáng)柱后再過(guò)陰柱；濃縮：在真空下一次濃縮至原體積40%，二次濃縮至原體積的25%，然后放入晶種，冷卻結(jié)晶；干燥：干燥時(shí)溫度不得超過(guò)90℃酶水
