提取木聚糖论文

引言
农作物秸秆在世界上的产量每年大约有20~30亿t[1]，国内的农作物秸秆资源十分丰富，年产量达5.560亿t[2]。

吉林省年产秸秆154万t，仅东北地区就达90万t[3]。

作物秸秆中大约有65%~80%的干物质能够向动物提供能量。

但就吉林省大部分农村来说，作物收割后，都是将秸秆焚烧还田或用来当作平时的生活燃料，用作饲料利用的仅占很小一部分，造成秸秆资源的浪费大，污染环境，而且与吉林省农村草地载畜量大，承受压力大以及家畜冬春季节严重缺乏饲草料的情况形成了鲜明的对照。

之所以会形成这样的现状，其原因之一是因为秸秆细胞壁中的纤维素含量较高，而且与半纤维素、木质素、硅酸盐等是以复合体的形式存在的，直接用作饲料时消化率低，粗蛋白、矿物质和微量元素严重不足[4]。

当前，以研究应用的切碎、粉碎、泡软、煮熟、膨化等物理处理方法，仅能提高其采食量和减少饲料饲喂过程中的饲料浪费，几乎不能提高其消化率和可利用营养物质的含量；氨化、碱化、酸化等化学处理方法虽然能改善秸秆饲料的适口性和提高利用率，但没有解决其粗纤维转化为可消化养分的问题[5]，目前农作物秸秆利用研究的热点，具有非常重要的实际意义。

麦秸秆中纤维素占 32 %--40 %，多缩戊糖占 30 %--35 %，木质素占 17 %其次还含有少量的灰分等, 其中多聚戊糖的主要成分为木聚糖, 包括 A 和 B 两个组分，前者可通过调 pH 得到，后者可通过有机溶剂沉淀得到。

木聚糖在食品中可用作乳化剂及膳食纤维，具有促进有丝分裂及免疫调节等功。

此外, 木聚糖通过酶解可制备低聚木糖, 低聚木糖有促进肠道内有益菌的繁殖、抑制有害菌生长的独特生理功能。

它由木聚糖分解，木糖键结合而成，主要是以富含木聚糖的植物资源，如木屑、麦秸秆、玉米芯、棉籽壳、稻壳和菜籽等为原料，经内切型木聚糖酶水解后，再进行分离精制而制得［17］。

因此，开展以麦秸秆为原料制备木聚糖的研究是十分必要的。

本实验采用稀碱法，高温处理麦秸秆杆，优化麦秸秆的预处理，探索木聚糖的提取条件，实验结果为进一步得到低聚木糖提供了一个有力的前提条件，为提高麦秸秆的利用开辟了一条新的途径，及处理了农业废弃物，又解决了环境污染问题，有很好的经济效益和社会效益。

第1章绪论
1.1 本课题的学术背景及理论与实际意义
木聚糖作为植物半纤维素的主要成分，其来源十分广泛，仅以农作物为例，木聚糖含量较高的就有玉米芯、蔗渣、稻壳、棉子壳和麦秸等。

具体含量见表1-1［6］
表1-1几种植物原料木聚糖的含量
原料木聚糖含量（%，绝干料）
玉米芯蔗糖棉籽壳稻壳麦秆桦木 35―40 24―28 25―28 24―32 14―15 24―32
麦秸秆作为农业废弃物，因为他的一些缺点，利用率一直很低，又因为小麦是我国的主要粮食作物，在南方和北方都有着广泛的分布，每年都有大量的麦秸秆产生。

因此开发它的一些新的用途如木聚糖的提取，有很大的经济效益和社会效益。

木聚糖是广泛存在于自然界的植物纤维中半纤维素的主要成分，它由木糖经β—1，4糖苷键连接而成［16］。

在植物光合作用的产物中，半纤维素是仅次于纤维素的一大类碳水化合物。

木聚糖类半纤维素在禾本科植物半纤维素中占绝大多数，是一类取之不尽而又待开发的可再生资源，经酶水解可生产国际市场上急需的低聚木糖、木糖等疗效食品。

其降解后所产生的木糖和少量其他单糖，可以用作基本碳源生产各种发酵产品，包括有机酸、氨基酸、单细胞蛋白、燃料乙醇、木糖醇等。

作为生产低聚木糖的原料，木聚糖的提取关键步骤。

木聚糖是生产低聚木糖的主要原料，通常木聚糖存在于植物的细胞壁中，在植物中与木质素和纤维素相结合，木聚糖与木质素共价结合形成鞘，与纤维素以氢键结合成包被，与木质素和纤维素相结合的木聚糖可以保持与其相连接的纤维素的整体性和不被纤维素酶所降解。

木聚糖还同其它多糖如果胶之间也可能有化学键相连，另外，木聚糖还可能与其它半纤维素组分通过氢键的作用相聚集在一起。

要使得木聚糖酶能够充分的作用于木聚糖使之有效降解，我们必须把木聚糖从植物组织中提取出来，去除一些阻碍木聚糖酶与木聚糖结合的障碍。

在木聚糖的提取以及以后的水解中，与木聚糖相结合的生产中的非目的物以及与木聚糖主链相连的影响酶与底物结合的侧链都是我们不期望的，可以通过必要的预处理手段对原料进行
处理而去除不利于低聚木糖生产的成分。

1.2目前提取木聚糖的方法
目前，木聚糖的提取方法通常有以下几种：
1.2.1蒸汽爆破法［15］，蒸汽爆破技术是近年来发展较快，低成本、无污染的一项新技术。

目前主要应用在纤维板制造业、制浆造纸工业、废纸回收业、木质纤维原料生物转化的预处理，以及饲料业用于改善反当动物食用的农林剩余物的营养性和易消化性上等。

如能通过简便经济的蒸汽爆破技术降解植物原料中的木聚糖以制备木低聚糖，不仅可以为我国的低聚糖工业及农林剩余物的加工利用开辟一条新路。

而且可以处理农林废料，消除公害，保护环境。

风干后的玉米秸秆碎段放入蒸汽爆破罐中，采用不同的汽爆条件处理后，立即减压至常压放出。

在突然减压喷放时，产生二次蒸汽，体积猛增，受机械力的作用，细胞壁结构破坏，木质素重聚集，使得木质素与纤维素分离。

然后再通过离心或过滤除去不溶性的物质主要是纤维素和木质素，即得到以低聚木糖和木聚糖为主的木聚糖溶液。

1.2.2高温蒸煮法［7］：高温蒸煮与蒸汽爆破原理基本相同。

只是在蒸煮过程中加水较多，温度稍低，一般在130一180℃之间，且没有释压喷放过程。

纤维质原料经高温蒸煮后，部分半纤维素溶于水中，经离心分离后，可得到含木聚糖和低聚木糖的水溶液。

杨瑞金等人用高温蒸煮从玉米芯中提取木聚糖，用于低聚木糖酶法生产。

高温蒸煮法提取木聚糖又可分为直接高温蒸煮提取木聚糖、酸预处理后湿法蒸煮提取和酸预处理后干法蒸煮不加水蒸煮提取。

①直接高温蒸煮［8］。

直接高温蒸煮提取法是利用木聚糖含有的乙酞基侧链在高温蒸煮时脱乙酞，形成乙酸，从而使体系的pH值下降，木聚糖分子发生自水解，使溶解度增加的原理进行的。

但高温蒸煮法的提取液中还原糖与总糖之比较低，不利于低聚木糖的生产，且其他副反应随温度变化而较明显［9］。

②酸预处理后湿法蒸煮提取［10］。

玉米芯先用在0.1%H
2SO
4
在60℃条件下浸
泡12h，滤去浸泡液，用自来水洗涤2次，然后按固液比1：10加水，调节至pH至6.0，再进行30min蒸煮。

③酸预处理后干法蒸煮（不加水蒸煮）提取［11］。

将玉米芯经0.1%H
2SO
4
60℃
浸泡后洗去表面的酸后进行干法蒸煮（不加水蒸煮），然后以1：12的固液比加水于干法蒸煮后的玉米芯中，用组织捣碎机打浆提取其中的木聚糖。

提取物
用滤布过滤，滤液即为提取液。

1.2.3 酸法提取木聚糖［12］:半纤维素能较好溶解在稀酸中。

在用稀酸处理时，半纤维素同时由于酸的作用发生降解。

半纤维素稀酸水解实际上是在溶解状态下进行的。

稀酸抽提半纤维素时木聚糖基本上都水解成单糖即木
糖，因而不能用于低聚木糖的生产。

酸法提取木聚糖已成功用于木糖生产。

但提取木聚糖存在较大的缺点，比如提取液中木糖比例很高，不能满足低聚木糖的生产要求在提取过程中会产生许多副反应并生成一些可能的致癌物质，从而影响到终产品的安全性。

1.2.4碱法提取木聚［13］：
碱水解的机理是：由于半纤维素和其它的成分之间酯键被造化了，随着交联键的断裂木质纤维素的孔径率增大，稀碱处理后，纤维质材料膨胀内部表面积增大、聚合度的降低、结晶度下降，木质素和碳水化合物之间的键断裂。

从而使得木聚糖溶出［18］。

日本Isao的在酶法制备木聚糖的研究中对原料预处理进行了研究，采用不同稀碱溶液提取木聚糖，取得了较好的结果。

碱处理主要是用或处理纤维质原料，通常所用碱的浓度为为2—18%，其浓度视植物材料而异，一般为10%。

木聚糖溶于碱液，滤去不溶物，用酸中和后再用一定体积的乙醇醇沉，离心取沉淀冷冻干燥，得到木聚糖。

但从植物材料提取较纯的木聚糖时首先要脱脂和除去木质素。

一般常用苯和乙醇混合物共沸脱脂。

脱木质素是用乙酸和次氯酸钠混合物处理，破坏和溶解95%以上的木质素而对其它多糖影响不大。

脱木质素的材料称全纤维素，从全纤维素中即可提得较纯的木聚糖。

目前日本三得利公司即用此法进行低聚木糖的生产［14］，法国的研究者也用此法进行低聚木糖生产工艺的研究开发.
木聚糖是碱溶性物质，碱法提取木聚糖是目前最广泛用的方法。

碱法多采用氢氧化钠。

总体来说，用碱法提取木聚糖效果好。

1.3 木聚糖的实际价值
木聚糖(xylan)是一种多聚五碳糖，是植物半纤维素的重要组成部分。

自然界中, 植物半纤维素分布广泛，而木聚糖又具有很高的利用价值，如木聚糖在食品中可用作乳化剂及膳食纤维，具有促进有丝分裂及免疫调节等功能，将其酸水解成单糖可直接生产工业木糖，也可以进一步加工得到木糖醇；水解木聚糖还可以用来生产糠醛，以及进一步加工为糠醇、呋喃、马来酸和糠酸等一系列重要化工产品；此外，木聚糖通过酶解可制备低聚木糖，低聚木糖有促进肠道内有益菌的繁殖、抑制有害菌生长的独特生理功能。

低聚木糖还是高附加值的功能性生理活性物质，因此从植物细胞壁中充分提取出木聚糖具有十分重要的意义。

本文根据麦秸秆中木聚糖的性质，通过碱液高温浸提法从麦秸秆中提取木聚糖，半纤维素的转化与利用一直是植物三大组分纤维素、半纤维素以及木质素中较为困难的一种，这其中既有半纤维素自身组成的复杂和不稳定性因素，又有半纤维素中有效多糖以及单糖的分离成本问题。

因此，研究半纤维素中有效成分的分离对于秸秆生物质的高值化利用具有重要的意义。

目前，半纤维素主要的工业化应用是水解其中的木聚糖得到木糖,再
将木糖转化成为木糖醇，在木糖醇生产中,如何有效地降低木糖的生产成本是整个木糖醇生产工艺中尤为重要的环节之一。

第2章材料与实验方法
2.1 材料
2.1.1 材料
麦秸秆，取于吉林市某农家，经粉碎，过40目筛子备用。

（本实验所有麦秸杆都是40目）
2.1.2 实验试剂
药品名称纯度生产厂家
葡萄糖CP 国药集团化学试剂有限公司
木聚糖酶 BR 无锡市酶制剂厂
木聚糖 BR 无锡市酶制剂厂
蒽酮 AR 国药集团化学试剂有限公司
木糖 BR 国药集团化学试剂有限公司
盐酸 AR 南京峰展精细化工厂
酒石酸钾钠 AR 宿州化学试剂厂
无水乙醇 AR 南京吉瑞化学试剂有限公司
氢氧化钠 AR 上海试剂一厂
十二烷基硫酸钠 AR 国药集团化学试剂有限公司
苯酚AR 中国医药（集团）上海化学试剂司
3，5-二羟基甲苯（地衣酚）AR 国药集团化学试剂有限公司
3，5-二硝基水杨酸 AR 国药集团化学试剂有限公司
硫酸 CP 南京化学试剂一厂
乙二胺四乙酸二钠 AR 国药集团化学试剂有限公司
氯化铜 CP 上海科昌精细化学品公司2.1.3 试验仪器
仪器名称型号生产厂家
马头牌架盘药品天平 JYT-5 上海医用激光仪器厂
责任公司
可见光分光光度计 JH723 上海康华生化仪器厂
旋涡混合器WH-808 上海康华生化仪器厂
紫外可见光分光光度计 TU-1800 北京普析通用仪器有限
振荡培养箱BS-IEA 国华电器有限公司
新飞电冰箱BCD-201 新飞电器
分析天平FC104 上海精密科学仪器有限公司
pH计PHSJ-4A 上海精密科学仪器公司
电热恒温鼓风干燥箱 DHG-9143BS-III 上海新苗医疗制造有限公司
数显恒温水浴锅HH-6 国华电器有限公司
电炉丹阳市凤美医用光学厂
循环水式多用真空泵 SHB-ⅢA 郑州市上街华科仪器厂
自控电热蒸馏水器 YN.ZD.Z 上海博迅实业有限公司
飞鸽离心机TDL-40B 上海安亭科学仪器厂
旋转蒸发器 RE52 上海安亭科学仪器厂
2.2 实验方法
2.2.1 试剂的配制
（1）柠檬酸—柠檬酸钠缓冲液的配制（pH=4.8）[19]
A液：用电子天平称取21.01g柠檬酸（80%—90%）加水溶解移入1000ml 的容量瓶中并定容至1000ml；
B液：用电子天平称取29.41g柠檬酸钠（65%）加水溶解移入1000ml 的容量瓶中并定容至1000ml；
缓冲液：用移液管准确的移取A液9.2ml和10.8ml 的B液放在烧杯中，摇匀即可备用。

（2）1%的NaOH的配制
用电子天平称取10g的氢氧化钠用990ml的蒸馏水溶解，摇匀即可备用。

（3）DNS（3，5-二硝基水杨酸）溶液配制
称取3，5-二硝基水杨酸6.3 g于500ml大烧杯中，用少量蒸馏水溶解后，加入2 mol．L-1氢氧化钠溶液262ml，再加500ml含182g酒石酸钾钠的热水溶液，结晶苯酚5g和亚硫酸钠5g，搅拌使完全溶解，冷却到室温后加水稀释至1000 ml，放于棕色瓶中，低温避光保存，静置7天后可用[20]。

（4）蒽酮试剂的配制
用电子天平称量0.1g的蒽酮放在烧杯中用100ml的浓硫酸溶解，摇匀即可备用。

（5）戊糖测量试剂的配制[20]
A液：用电子天平称量0.1g地衣酚溶于10ml 95%的乙醇，摇匀即可备用；
B液：用电子天平称量0.1g氯化铜溶于100ml浓盐酸，摇匀即可备用；（6）1mg/ml的标准葡萄糖液的配制
将葡萄糖在恒温干燥箱中，105℃下，烘干至恒重，精确称取100mg于100ml小烧杯中，用少量蒸馏水溶解后，移入100ml容量瓶中并用蒸馏水定容至100ml，充分混匀。

4℃冰箱保存，备用。

（7）1mg/ml的标准木糖液的配制
将木糖在恒温干燥箱中，105℃下，烘干至恒重，精确称取100mg于100ml 小烧杯中，用少量蒸馏水溶解后，移入100ml容量瓶中并用蒸馏水定容至100ml，充分混匀。

4℃冰箱保存，备用。

（8）稀盐酸的配制
用1ml的移液管量取1ml的浓盐酸（1.18g/ml），加9ml的蒸馏水，配制成0.118 g/ml的稀盐酸，用滴定氢氧化钠溶液。

2.2.2 测量方法
1 总糖标准曲线绘制
蒽酮-硫酸法测多糖[21]，原理是将多糖氧化成葡萄糖，即多糖经浓硫酸水解，脱水生成的糠醛及其衍生物与蒽酮反应生成蓝-绿色复合物，测定其吸光度值，计算多糖含量。

因蒽酮试剂见光易分解，所用试剂需现配现用。

取9支洗净烘干的25ml比色管，编号后按表2-1加入1g/l标准葡萄糖溶液和蒸馏水，配制成一系列不同浓度的葡萄糖溶液。

充分摇匀后，向各试管中加入10ml蒽酮溶液，摇匀后沸水浴7min，取出冷却后，充分混匀。

在620nm波长下，以1号试管溶液作为空白对照，调零点，测定其它各管溶液的OD值并记录结果。

以葡萄糖含量（mg∕ml）为横坐标，以对应的OD值为纵坐标，用Excel软件绘制出总糖标准曲线。

2 总糖测定方法：
取待测糖液经一定倍数稀释，后摇匀。

用移液枪分别移取1ml蒸馏水（空白样）以及待测的溶液于比色管中，分别加入10ml蒽酮溶液，摇匀后沸水浴7min，取出冷却后，充分混匀。

在620nm波长下，以空白样调零，测定其所测溶液的OD值，从总糖标准曲线计算出糖浓度，可得出样品中多糖含量。

表2-1总糖标准曲线制作表
试管号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 葡萄糖
标液
（ml）
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
蒸馏水
（ml）
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2
蒽酮（ml）1
10 10 10 10 10 10 10 10
OD值(620nm ) 0 0.23
4
0.45
2
0.70
8
0.99
8
1.17
1.43
1.67
1.90
9 -0.5
0.5
1
1.5
2
2.5
葡萄糖含量（mg∕ml）
吸
光
度
图2-1 总糖的标准曲线
其中X———多糖含量(g/L)，Y———吸光度
2.2.3还原糖的测定
1 标准曲线的绘制
取9支洗净烘干的25ml具有塞和刻度的比色管，编号后按表2-2加入入1g/l标准葡萄糖溶液和蒸馏水，配制成一系列不同浓度的葡萄糖溶液。

充分摇匀后加入3ml的DNS溶液，沸水浴5min，冷却，用蒸馏水定容至25ml，摇匀后，在520nm波长下以一号比色管中葡萄糖溶液为空白对照，校零，测其他各浓度葡萄糖溶液的吸光度，纪录结果。

以葡萄糖含量（mg∕ml）为横坐标，以相应的吸光值为纵坐标，用Excel软件绘制葡萄糖标准曲线[22]。

2 测还原糖的步骤：
取待测糖液经一定倍数稀释，后摇匀。

用移液枪分别移取1ml蒸馏水
（空白样）以及待测的溶液于比色管中，分别加入3mlDNS 溶液，摇匀后沸水浴5min ，取出冷却后，用蒸馏水定容至25ml ，摇匀后，在520nm 波长下以一号比色管中葡萄糖溶液为空白对照，校零，测其他各浓度葡萄糖溶液的吸光度，纪录结果。

从还原糖标准曲线计算出还原糖浓度，可得出样品中还原糖的含量。

表2-2葡萄糖标准曲线的绘制表
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 葡萄糖标准液/ml
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 蒸馏水/ml
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.
2 DNS 试剂/ml 3.0
3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
OD 值（520nm ） 0 0.067 0.151 0.236 0.324 0.407 0.493 0.578 0.66
4
-0.20
0.2
0.4
0.60.8
葡萄糖含量（mg∕ml）
吸光度 图2-2还原糖标准曲线
其中X ———还原糖含量(g/L)，Y ———吸光度
2.2.4木糖的测定
1 木糖标准曲线的绘制。

取9支洗净烘干的25ml 具有塞和刻度的比色管，编号后按表2-3加入标准木糖溶液和蒸馏水，配制成一系列不同浓度的木糖溶液。

充分摇匀后加入戊糖测量试剂中的0.3mlA 液和3mlB 液，沸水浴20min ，冷却摇匀后，在670nm 波长下以一号比色管中木糖溶液为空白对照，校零，测其他各浓度木糖溶液的吸光度，纪录结果。

以木糖含量（mg∕ml）为横坐标，以相应的吸光度为纵坐标，用Excel 软件绘制木糖的标准曲线。

2 木糖的测定步骤：
取待测糖液经一定倍数稀释，后摇匀。

用移液枪分别移取1ml蒸馏水（空白样）以及待测的溶液于比色管中，分别加入0.3mlA 和3.0mlB溶液，摇匀后沸水浴20min，取出冷却后，充分摇匀，在670nm波长下以一号比色管中木糖溶液为空白对照，校零，测其他各浓度葡萄糖溶液的吸光度，纪录结果。

从木糖标准曲线计算出木糖浓度，可得出样品中木糖的含量。

表2-3木糖标准曲线的绘制表
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
木糖
标准
液/ml
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
蒸馏
水/ml
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2
戊糖测量试剂/ml 0.3A
+3.0B
0.3A
+3.0
B
0.3A
+3.0
B
0.3A
+3.0
B
0.3A
+3.0
B
0.3A
+3.0
B
0.3A
+3.0
B
0.3A
+3.0
B
0.3A
+3.0
B
OD值（670 nm）0 0.29
2
0.56
9
0.83
2
1.12
4
1.40
1
1.67
8
1.95
6
2.23
3 0
0.5
1
1.5
2
2.5
00.20.40.60.81
木糖含量（mg∕ml）
吸
光
度
图2-3木糖标准曲线
其中X———木糖含量(g/L)，Y———吸光度
2.3原材料的成分测定
1 原料的测定方法[2]
(1)称取麦秸秆0.500g置于100ml碘瓶中，加入50ml中性洗涤剂，之后放
入已沸的高压蒸汽消毒器中，100℃保温1小时，取出用3号杀芯漏斗
过滤，残渣用水、丙酮洗
(2)置于100ml碘瓶中，加入50ml 2M盐酸溶液，然后放入已沸的高压消毒
器中，100℃准确保温50分钟，之后用3号砂芯漏斗过滤，水洗残渣至
2.3.1原料成分测定结果：
按测定步骤对麦秸秆成分进行测定，其结果如表2-4所示：
表2-4 麦秸秆的成分表
纤维素半纤维素木质素灰分其它
40.52% 31.85% 15.40% 9.79% 2.44%
2.3.2 湿木聚糖的测定
将提取液在3500r/min转速下离心5min，倒出上清液，取沉淀物称重。

再将湿木聚糖在80℃的条件下烘干测其水分的含量（m），计算提取率。

提取率的计算公式：
木聚糖的提取率（%）= W×（1-m）/ M×100%
其中 W————湿木聚糖的质量（g）
m————湿木聚糖水分含量（％，湿木聚糖在温度80℃下烘干测得）
M————麦秸秆的干重（g）
2.4原料的预处理
2.4.1预处理试剂的选择
称取4g麦秸秆，按照1：10的料液比，分别加入1%的NaOH、Ca(OH)
2
、
NH
3·H
2
O ，搅拌均匀后放入高压蒸煮锅内，在温度120℃条件保温4h，反
应保温结束后测量湿木聚糖量。

2.4.2预处理条件试验
在确定的最佳预处理试剂条件下，分别对预处理过程中的料液比、时间、温度和碱浓进行单因素试验。

2.4.3料液比对提取木聚糖的影响
取五份4g原料，用1%的碱浓，分别在料液比为1：6、1：8、1：10、1:12、1:14的条件下，于温度120℃下处理4小时，结束测量湿木聚糖量。

2.4.4反应时间对提取木聚糖的影响
取五份4g原料，用1%的碱浓，在最佳最佳的料液比下，于120℃的温度条件下分别处理1小时、2h、3h、4h、5h，结束测量湿木聚糖量。

2.4.5温度对提取木聚糖的影响
取七份4g原料，用1%的碱浓，在最佳料液比和处理时间条件，于温度为80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃下进行处理，结束测量湿木聚糖量。

2.4.6碱浓对提取木聚糖的影响
取五份4g原料，在最佳料液比和处理时间及最佳处理温度下，分别于0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%的碱浓条件下进行处理，测量湿木聚糖的量。

2.4.7预处理条件的优化
在多个单因素影响实验结果试验的分析中，可以分析试验指标(依变量)与多个实验单因素(自变量)间的回归关系，这种回归可能是曲面或曲线的关系，因而称为响应面分析。

利用响应面分析可以对单因素间的配合程度拟和一个回归方程，从而得到最佳的配合方式。

在得到较理想处理碱浓、处理温度、处理时间和最佳料液比，分析其影响较大的影响因素，然后在进行响应面法分析，优化预处理条件。

综合单因子实验确定对提取木聚糖影响因子，及实际的可行性，选取影响木聚糖提取最大的因子为温度、NaOH的浓度。

利用SAS8.2软件设计响应
面实验寻求最佳提取木聚糖的条件（X
1=温度、X
2
= NaOH的浓度）［24］
表 2-5响应面法方案设计图表
RUN X
１X
２
Y(湿木聚糖质量
（g）)
1 -1.00000 -1.00000 \
2 -1.00000 1.00000 \
3 1.00000 -1.00000 \
4 1.00000 1.00000 \
5 -1.41421 0.00000 \
6 1.41421 0.00000 \
7 0.00000 -1.41421 \
8 0.00000 1.41421 \
9 0.00000 0.00000 \
10 0.00000 0.00000 \
11 0.00000 0.00000 \
12 0.00000 0.00000 \
13 0.00000 0.00000 \
1.00000 130 1.2 0.00000 120 1.0 -1.00000 110 0.8 -1.41421 100 0.6
2.5处理液的浓缩
分别用滤纸过滤、微孔膜过滤、中低温浓缩、低温冷冻浓缩、高温浓缩、减压浓缩方法对预处理液进行浓缩，找到最佳的浓缩方法。

2.5.1木聚糖提取条件的优化
处理液中的木聚糖分为木聚糖A 和木聚糖B ，提取液中的木聚糖A 可以直接调pH 为5，在室温下静止一夜，离心就可以得到，提取木聚糖A 后的上层液中还有木聚糖B ，木聚糖B 地获得必须用沉淀剂提取才能得到。

2.5.2.1pH 对提取木聚糖的影响
对提取液分别调不同的pH(pH=2、3、4、5、6)室温过夜静止，离心测木聚糖A 的质量。

2.5.3沉淀剂对木聚糖B 的提取影响
取一定量的木聚糖粗提液，中和后，分别加入等量的蒸馏水、丙酮、乙醇、工业酒精沉淀，搅拌，静止0.5h ，离心分离。

测木聚糖B 的质量。

2.5.4沉淀剂的体积对提取木聚糖的影响 在最佳pH 条件下，用不同的体积的沉淀剂（沉淀剂体积比液体体积为1、2、3、4、5）对液体中木聚糖B 进行提取，测湿木聚糖B 量。

得到较理想的体积比。

2.5.5沉淀剂沉淀时间对提取木聚糖的影响
第3章 结论与分析
3.1 麦秸秆预处理
3.1.1预处理方法对木聚糖提取的影响
分别称取4g 麦秸秆，分别用浓度为1%的NaOH 、Ca(OH)2、 NH 3·H 2O 、在料液比为1：10 ， 在120℃的温度条件下处理4小时，得湿木聚糖量如图3-1所示。

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NaOH
Ca(OH)2
NH3·H2O
H2O
湿木聚糖质量（g ）
图3-1不同的处理方法图
从图3-1可知，NaOH 的处理效果最好，得到湿木聚糖是未添加试剂的3倍，其次是NH 3·H 2O ，而Ca(OH)2效果最差，所以本论文将采用NaOH 对麦秸秆进行预处理，提取木聚糖。

3.1.2预处理条件的探索
3.1.2.1料液比对木聚糖提取的影响
取五份4g 原料，用1%的NaOH ，分别在料液比为1：6、1：8、1：10、1:12、1:14的条件下，在120℃的温度条件下处理4小时，测湿木聚糖的质量，结果如图3-2。

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1:08
1:10
1:12
1:14
料水比
湿木聚糖质量（g ）
图3-2料水比的影响
由图可以看出，木聚糖的提取率随固液比的增大而提高，当固液比达1：10时，再增加固液比，湿木聚糖产量增加缓慢。

故预处理中采用1：10的固液比是合适的。

3.1.2.2提取时间对木聚糖提取的影响 取五份4g 原料，用1%的NaOH ，在温度120℃、料液比1：10的条件下，分别为处理1h 、2h 、3h 、4h 、5h ，得湿木聚糖质量如图3-3所示。

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1
2
3
4
5
时间（h）
湿木聚糖质量（g ）
图3-3时间影响图。