木糖结晶母液发酵特性的研究

[目的]探讨木糖结晶母液发酵特性,为开发利用木糖结晶母液提供依据。[方法]利用酿酒活性干酵母,研究发酵过程中葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖含量的变化以及木糖结晶母液糖组分和含量的变化。[结果]在发酵2 d以后,葡萄糖与半乳糖全部被转化,而木糖与阿拉伯糖浓度几乎不变。半乳糖的转化速度慢于葡萄糖。木糖结晶母液经12 d的发酵,葡萄糖完全转化,木糖没有明显变化,而阿拉伯糖色谱峰有所变化。发酵前,木糖结晶母液中含4种糖,木糖占56.6%;发酵后,含2种糖,木糖占81.2%。[结论]发酵后,木糖结晶母液中糖组成由4种变成2种,木糖纯度得到了很大提高。     

纯化木糖结晶母液的发酵试验

采用酿酒酵母对葡萄糖、木糖、阿拉伯糖以及半乳糖进行了发酵试验.结果表明,酿酒酵母在72h内能够完成对葡萄糖和半乳糖的转化,而几乎不能利用木糖和阿拉伯糖.在此基础上采用酿酒酵母对木糖结晶母液进行发酵试验.结果表明,酿酒酵母能够转化结晶母液中的葡萄糖,使得结晶母液4种木糖单糖组成从56.6%提升为81.2%,纯化了木糖结晶母液,为进一步利用分离木糖奠定了基础.采用高效液相色谱法对结晶母液和发酵液进行了分析,在发酵液中未检出葡萄糖.     

高效液相色谱法测定木糖结晶母液中单糖

建立了一种木糖结晶母液中四种单糖的高效液相色谱测定方法。样品经石墨化碳黑固相萃取前处理,碳水化合物专用柱分离,流动相采用乙腈/水=70/30(V/V)等比洗脱,流速1.0 mL.min-1,检测器漂移管温度70℃,载气流速(N2)为2.00 L.min-1。该方法条件下,木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖的加标回收率分别为:101.5%、99.0%、99.5%、100.1%,线性范围均在0.1～25μg之间,相对标准偏差均小于3%;方法检出限:木糖0.025μg、阿拉伯糖0.025μg、葡萄糖0.010μg、半乳糖0.015μg。该方法前处理简单快速,灵敏度高、重现性好。     

HPLC法分析木糖结晶母液中的糖组分

[目的]用HPLC法测定木糖结晶液中糖组分。[方法]色谱柱为SCR-101N糖分析柱(7.9 mm×30 cm),柱温为40℃,流动相为水,流速为1.0 ml/min,检测器为视差检测器。[结果]以峰高定量,葡萄糖、木糖和阿拉伯糖在4~80 mg/ml范围内线性关系良好,R2分别为0.9993、0.9997和0.9995,平均回收率分别为100.4%(n=5,RSD=1.8%)、98.1%(n=5,RSD=0.8%)和99.4%(n=5,RSD=1.4%)。[结论]该方法测定木糖结晶液糖含量快速,结果准确、可靠。     

低聚木糖的特性及应用研究进展

对低聚木糖进行了简单介绍,阐述了其特性及应用方面的研究进展,并对其进行了展望。     

NaOH预处理制备介孔木糖渣活性炭及其性能

目的与普通活性炭比较,介孔活性炭具有疏水性好、孔体积大、导电性能好等优势,然而传统制备方法繁杂,原料成本较高。因此,探究新型介孔活性炭制备工艺尤为重要。方法以木糖渣为原料,采用NaOH预处理、低温硫酸辅助炭化与磷酸活化相结合的方法制备了高介孔率活性炭。通过单因素实验,分析NaOH预处理时间、浸渍比以及活化温度对活性炭的亚甲基蓝(MB)吸附性能的影响。结果研究表明:NaOH预处理脱除木质素促使原料形成孔隙通道,同时使木糖渣纤维发生润胀,有利于活化剂与原料接触,从而获得高介孔率、高比表面积活性炭。当NaOH预处理时间为4h,磷酸与原料浸渍比4:1,活化温度500℃,活化时间为1h所制备的活性炭具有较高的MB吸附值436mg/g。扫描电镜分析结果表明:样品表面含有丰富的大孔及中孔结构,整体活化充分均匀。氮气物理吸附-脱附分析结果表明:活性炭具有发达的孔隙结构,其比表面积和总孔体积分别高达2038m2/g和2.13cm3/g,其中介孔孔容1.56cm3/g,介孔率达到73.2%,平均孔径为4.18nm。结论采用适当的NaOH预处理有利于制备孔隙结构优越的活性炭,在重金属离子吸附、有机大分子废水处理以及电子元器件等领域有广泛的应用前景。本研究将为高比表面积介孔活性炭的制备奠定理论基础,并为工业木糖渣的高值化利用提供了一条新途径。      

膨润土吸附结晶紫的动力学与热力学研究

利用天然钠基膨润土,以一定浓度的结晶紫水溶液为摸拟染料废水,探讨了不同参数如接触时间、初始pH值、温度等对其吸附性能的影响,结果表明:用300目的钠基膨润土,用40 mL初始浓度250 mg/L,pH 7的结晶紫溶液,在303 K振荡35 min,其吸附量达219.75 mg/g,且吸附量随温度的升高而增大.通过计算不同温度下的热力学参数△G0,△H0和△S0,证实该吸附为一自发的吸热过程.对实验数据进行拟合,得出等温吸附平衡更符合Langmuir模型,吸附动力学更适合准二级反应方程.

Abstract：

Na-bentonite was used as an adsorbent to adsorb crystal violet from aqueous solution, which served as simulated dye waste water, to study the influence of contact time, initial pH and temperature on its adsorption capacity. An adsorption capacity of 219.75 mg/g was achieved when 40 mL crystal violet with an initial concentration of 250 mg/L and a Ph of 7 was oscillated at 303 K for 35 min, and adsorption capacity increased with temperature. Calculation of the thermodynamic parameters △G0 ,△H0 and △S0 under different temperatures showed that the adsorption was a spontaneous, endothermic process. The experimental data indicated that the adsorption followed Langmuir isotherm model while the adsorption kinetics fit the pseudo-second-order reaction model.     

棉杆水解制备木糖的研究

[目的]为了从廉价、丰富的棉杆中制备高纯度木糖。[方法]通过单因素多水平试验和正交试验,考察了影响半纤维素水解的因素。[结果]各因素的影响大小依次为：水解温度〉硫酸浓度〉水解时间≈固液比例;水解的最佳条件为：140℃下水解2.5h,硫酸浓度为5%,固液比为1∶6。还原糖的产率达到了最大值19.79%。通过中和、脱色、离子交换和结晶等过程,得到纯度为98.5%的木糖晶体。分离过程中,木糖的产率为58.72%。木糖的最终产率为11.62%,即1000g棉杆可制到116.2g木糖。[结论]通过稀硫酸水解棉杆中的半纤维素,制备出纯度达到食品级的结晶D-木糖,为棉杆的转化利用找到一条途径。     

玉米芯木糖-纤维素酶法分级工艺研究

[目的]对玉米芯木糖-纤维素酶法分级工艺中的稀酸预处理、蒸煮预处理和木聚糖酶解工艺进行优化。[方法]以干燥的玉米芯为原料,先进行稀酸-蒸煮预处理,研究不同因素对木糖得率的影响,然后再对物料进行木聚糖酶酶解。[结果]得到的玉米芯酸预处理优化工艺为:固液比1∶10 g/ml,H2SO40.5%,水浴70℃,处理2.0 h,木糖的损失率为4.72%,木糖酶解得率为30.03%。酸预处理后玉米芯残渣蒸煮预处理条件为:固液比1∶10 g/ml加入水,在120℃预水解2.0 h,蒸煮液木糖得率为54.77%,总酶解得率为69.11%。酶水解条件:pH 5.0,加酶量2 800 IU/g玉米芯,50℃水解36 h,总酶解得率83.41%。[结论]玉米芯蒸煮预处理能提高木糖的得率,单一用稀酸预处理再酶解得到木糖的得率并不理想。     

玉米秸秆木糖水解液的脱色研究

[目的]为玉米秸秆木糖水解液的生产提供科学依据。[方法]用活性炭对玉米秸秆木糖水解液进行脱色研究,通过正交试验确定玉米秸秆木糖水解液脱色的较优工艺参数。[结果]以活性碳对玉米秸秆木糖水解液脱色的较优工艺参数为:活性炭用量5%,温度60℃,时间30 min。在该工艺条件下木糖水解液的脱色率为95.27%,木糖保留率为80.12%。[结论]以该优化工艺脱色,玉米秸秆木糖水解液的脱色率和木糖保留率均取得较好效果,该工艺稳定可行。     

玉米芯制备木糖工艺条件的优化

[目的]为木糖生产提供参考。[方法]从玉米芯粒径、酸浓度、固液比、超声波频率等方面对木糖生产工艺流程进行探索,采用正交试验法评价各因素在硫酸水解玉米芯过程中对木糖产率的影响,并确定出最佳的反应条件。[结果]各因素对木糖得率的影响大小次序为：粒径〉酸浓度〉超声波频率〉固液比;粒径影响达极显著水平,酸浓度对木糖收率影响也很显著,其他因素影响较小。木糖提取最优条件为：玉米芯粒径为0.83 mm,超声波频率为100 kHz,固液比为1∶10（g/ml）,酸浓度为3%。在该条件下总糖收率达34.59%。[结论]优化了玉米芯制备木糖的工艺条件。     

代谢木糖产乙醇酵母菌株的筛选研究

[目的]筛选代谢木糖产乙醇的酵母菌株。[方法]以木糖为唯一碳源,从自然环境中筛选了木糖利用酵母菌,并对筛得菌株进行了发酵性能的测试。[结果]共筛得4株菌株C4、C5、H5和M2,其中C4菌株24h发酵木糖为乙醇的效率最高（38％）,但M2茵株乙醇产量最高（0．438g／L）。由于酵母菌发酵木糖产乙醇随着发酵时间延长会消耗产物,导致原料转化率下降,因而发酵时间不宜过长。[结论]结合木糖转化率随发酵时间的变化趋势,以M2菌株的发酵性能最为优良。     

耐酒精木糖酒精发酵菌种的诱变选育研究

[目的]诱变选育耐酒精木糖酒精的发酵菌种。[方法]以嗜单宁管囊酵母菌株g-13为出发菌株,筛选出1株耐酒精浓度高、发酵性能优良的发酵木糖产生酒精的嗜单宁管囊酵母菌株m-8,将其在紫外灯功率为15w,照射距离为30cm,照射时间为120S的条件下进行紫外线诱变。[结果]经过大量筛选得到优良菌株L—16,在适宜条件下经过发酵其酒精浓度可达7．77g/L,较出发菌株酒精浓度提高了12％。[结论]选育出了1株优良的耐酒精木糖发酵菌种,为开发纤维素类可再生资源提供科学依据.     

间苯三酚法测定玉米芯水解液中木糖含量

[目的]研究玉米芯水解液中木糖含量的测定方法。[方法]采用间苯三酚比色法测定玉米芯水解液中的木糖含量,并通过试验确定最佳测定条件。[结果]单因素试验结果表明：木糖与间苯三酚显色液反应后,在波长554 nm处有最大吸收峰;最佳显色时间在8min;木糖浓度在5.17～48.70μg/ml范围内与吸光度呈线性关系,其R2值为0.999 1。葡萄糖的存在对间苯三酚法测定木糖基本没有影响。最佳测定条件：将5.0 ml间苯三酚显色剂加入到1.0 ml木糖溶液中1,00℃水浴加热8 min,流水冷却至室温,立即在波长554 nm下测定吸光度（A）。该方法的检测浓度范围为5.17～48.70μg/ml,玉米芯水解液样品的木糖含量为40.69 mg/ml。[结论]该方法操作简单,精确度高,且测定木糖时不受葡萄糖干扰,可用于木质纤维素水解体系中木糖含量的快速、准确测定。     

HPLC法测定木糖母液的组成

[目的]建立一种快速准确测定木糖母液组成的方法。[方法]采用HPLC法分析木糖母液中木糖的含量。[结果]色谱条件为流动相乙腈：水（70：30）,流速1.0ml/min,柱温20℃,进样量10μl。在上述色谱条件下,测得木糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖保留时间分别为6．321、7．405、7．943和8．491min。木糖浓度在1～40mg/ml范围内,与峰面积呈良好的线性关系。精密吸取20mg/ml标样溶液,外标法计算,测得木糖母液中木糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖的含量分别为38．10％、23．70％、13．80％、9．89％。结果显示,HPLC法可准确测定样品中糖类成分的含量,且重现性好,分析速度快,操作简便。[结论]该研究为生产过程中有效控制产品的质量提供了检测依据。     

D-果糖的酶法制备及其结晶条件的研究

[目的]提高由酶法制备的果糖在水-乙醇体系下的结晶收率。[方法]利用右旋糖酐蔗糖酶催化制备右旋糖酐,剩余的废液经纯化精制后得到可以进行结晶操作的果糖溶液,并通过单因素试验对果糖在水-乙醇结晶体系的结晶条件进行了研究,结晶方法为冷却降温结晶。最后对结晶产品进行了高效液相色谱、中红外光谱及元素分析检测。[结果]在水-乙醇比例为1∶4的体系下果糖的纯度在90%以上,母液的白利度为85 Brix°,固形物总质量10%的晶种用量,养晶9 h的条件下的结晶收率最大,达到60.51%,检测证实结晶产物为果糖。[结论]该方法对提高果糖在水-乙醇体系下的结晶收率及其酶法制备具有重要的参考价值。