玉米芯的综合利用

玉米芯的综合利用

中国是一个农业大国, 玉米是中国三大粮食作物之一. 据统计, 中国玉米总产量2003 年约1. 16 亿t, 2004 年约1. 30 亿t . 在进行玉米加工的同时, 会有大量的下脚料玉米芯产生. 按 3 kg 玉米产l kg 玉米芯计算, 中国每年大约可产玉米芯0. 4 亿t ,然而,仅有少量玉米芯用于制造纳米粒子, 栽培白灵菇, 生产葡萄糖、木糖、乳酸等, 绝大部分作为农家燃料被烧掉, 造成很大的浪费.国内外都在围绕玉米芯的深加工和综合利用积极开展研究工作取得了许多可喜的成果,开发出不少有经济效益的利用途径。本文将概要介绍玉米芯深加成木糖醇的综合利用.

玉米芯的主要成分为:纤维素占32 % ~ 36 %，多缩戊糖占35 %~ 40 % ,木质素占25 %, 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,因此玉米芯制造木糖醇可以说是一项很不错的项目,不仅解决了浪费资源及污染环境等问题,而且可以给人们带来不错的效益.

木糖醇木糖醇是木糖代谢的正常中间产物，纯的木糖醇，外形为白色晶体或白色粉末状晶体。在自然界中，广泛存在于果品、蔬菜、谷类、蘑菇之类食物和木材、稻草、玉米芯等植物中。它在化工、食品、医药等工业中广泛应用。例如它可以用做糖尿病人的甜味剂、营养补充剂和辅助治疗剂：木糖醇是人体糖类代谢的中间体，在体内缺少胰岛素影响糖代

谢情况下，无须胰岛素促进，木糖醇也能透过细胞膜，被组织吸收利用，促进肝糖元合成，供细胞以营养和能量，且不会引起血糖值升高，消除糖尿病人服用后的三多症状（多食、多饮、多尿），是最适合糖尿病患者食用的营养性的食糖代替品。再有它具有防龋齿功能木糖醇的防龋齿特性在所有的甜味剂中效果最好，首先是木糖醇不能被口腔中产生龋齿的细菌发酵利用，抑制链球菌生长及酸的产生；其次在咀嚼木糖醇时，能促进唾液分泌，唾液多了既可以冲洗口腔、牙齿中的细菌，也可以增大唾液和龋齿斑点处碱性氨基酸及氨浓度，同时减缓口腔内PH值下降，伤害牙齿的酸性物质被中和稀释，抑制了细菌在牙齿表面的吸附，从而减少了牙齿的酸蚀，防止龋齿和减少牙斑的产生，巩固牙齿.它还具有减肥功能和改善肝功能等等,可见木糖醇的利用前景也是相当不错的.

木糖醇提取的工艺流程

玉米芯→预处理→酸水解→中和→脱色→过滤→蒸发→离交→氢化→浓缩→结晶→离心→干燥→成品

1)预处理:玉米芯分红,白两种.红色会加深木糖醇的色泽,增加脱色碳的消耗,所以最好选择白色的玉米芯作为原料. 玉米芯先用120-130℃的热水浸泡2-3小时，可以除去原料中的果胶、灰分等杂质。

(2)酸水解玉米芯含多缩戊糖36~40％,水解就是将以多

缩戊糖为组成的纤维素,在酸的催化作用下裂解并与水结合生产糖的过程。加入硫酸1.5％-2％(或盐酸0.8％-1％)，通人蒸汽，控制温度为100-105℃，保温2-3小时，水解液中还原物质含量为5％-6％。

(3)中和水解液含硫酸约0.6~0.8％,pH值为1左右.中和的目的是除去水解液中的无机酸.中和一般加入碳酸钙中和，温度为70-80℃，中和终点控制无机酸含量为0.03％-0.08％(pH值为3.5左右)，继续搅拌，并保温40-60分钟，使结晶充分长大，沉淀完全。

(4)脱色浓缩后的糖浆色泽较深,需要进行脱色处理.通常采用活性炭脱色法:加入活性炭10％-15％，控制温度75~C，pH值控制在2.5左右,搅拌1小时，然后过滤。

(5)蒸发将脱色液蒸发浓缩至浓度为35％-40％，然后进行离子交换。离子交换的目的是为了进一步净化糖浆处理后物料纯度可达95~97％,使糖浆呈无色透明状.

(6)氢化采用镍催化剂，净化液经预热器加热至90℃，然后进入氢化反应器，进料浓度为12％-15％，pH值为7.5-8，温度控制在115-130℃，压力为7-8兆帕。

(7)结晶氢化液经脱色、离子交换后，先预蒸发至浓度为50％左右。再进一步浓缩到80％左右，投入结晶槽，于70℃加入晶种，每小时降1℃，结晶时间约40小时。再经离心、干燥即得结晶木糖醇。

(8)母液回收:母液分离出成品后的副产品.每顿成品约得母液1吨.母液杂质较多,纯度低,粘度大,呈褐黄色,其中除大部分木糖醇外,还含少量的阿拉伯醇.,山梨醇,甘露醇等杂醇.但还有一定的经济价值.母液在净化处理,重新浓缩结晶,回收率可达母液的25~30％,其纯度符合质量要求.