半纤维素制备方法的改进及其应用
农产品废弃物中纤维素的提取方式探究
农产品废弃物中纤维素的提取方式探究摘要:纤维素是自然界中分布最广、储量最大的天然高分子材料,具有生物相容性好、可再生和可生物降解等优势。
通过光合作用,植物每年可合成的纤维素有数亿万t。
其提取与利用一直以来都是研究的热点。
本文主要对纤维素提取方法及纤维素在食品工业中的应用进行了阐述。
首先介绍了纤维素的分子结构特点、化学性质等,总结并对比分析了纤维素常用提取方法,为纤维素的提取研究提供参考。
高纤维素的综合利用水平提供一些思路。
关键词：农产品废弃物、纤维素、提取方式引言：纤维素是自然界中分布最为广泛、含量最为丰富的天然有机大分子聚合物,来源主要包括高等植物、细菌和藻类等,是植物细胞壁的主要组成成分,可通过植物形成细胞壁而源源不断地合成,属于是一种取之不尽、用之不竭的可再生资源。
纤维素由D-吡喃葡萄糖酐以β-1,4-糖苷键连接而成,分子式为(C6H10O5)n,其结构式如图1所示。
纤维素链上含有丰富的羟基基团,非末端的结构单元中含有3个羟基组,其中含有1个性质较为活泼的伯羟基(-CH2OH),这类羟基的存在赋予了纤维素特殊的化学性质,因此可以发生一系列的反应,如酯化、醚化、氧化和接枝共聚等。
这使得纤维素衍生物众多,被广泛用于多种领域,如食品、能源、材料等。
1.物理法物理法是指通过高温、高压、高剪切力等物理机械作用,来改变纤维素原料的化学组成和物理结构。
常用的方法主要包括超声波辅助提取法、蒸汽爆破、机械粉碎等,多用于原料的预处理过程。
其中,超声波辅助提取是利用超声波辐射的热力学机制、空化效应和机械效应等多种作用,加速待提取或分离的化合物分子的运动,提高分子与溶剂碰撞的概率,使纤维素更容易进入溶剂中从而被分离提取出来,因此可以极大地缩短提取时间,提高提取效率。
NGO等利用超声辅助从越南稻草中提取纤维素,在超声波作用10~30min内,纤维素的提取率随时间的延长而增加,纤维素的热稳定性有所提高。
也利用了超声辅助处理了芒草,研究表明,超声处理过程中可以选择性地去除木质素,在后续的处理中,除去半纤维素和木质素的同时也不会对纤维素有明显的降解作用。
第三章 半纤维素
1.0 1.9 2.4 5.7 5.2
9.3 4.5 9.0 13.1 9.0
吡喃式醛糖配糖化D－吡 喃式葡萄糖配 糖化物
K×104/min-1
醛糖配糖化物
甲基-α-D－吡 喃式半乳糖配 糖化物
K×104/min-1
2.5
2.3
甲基-β- D－吡 喃式葡萄糖配 糖化物 甲基-α- D－吡 喃式甘露糖配 糖化物
聚木糖葡萄糖类
3.2.3.3禾本科植物的主要半纤维素的类型及化学结构
主要是聚木糖，但种类不同，所含的聚木糖分子特性不同。 西班牙草：由木糖基构成的线状均一的聚木糖。 热带草：高分枝度的聚木糖。 禾草类：聚阿拉伯糖－4－O－甲基葡萄糖醛酸木糖。
1. 麦草 麦草中的半纤维素主要是聚阿拉伯糖葡萄糖醛酸木糖
甲基吡喃式己糖配糖化物与甲基吡喃式戊糖配糖化物的酸性水解
醛糖配糖化物 甲基-α-D－葡萄糖配 糖化物 甲基-β- D－葡萄糖配 糖化物 甲基-α- D－甘露糖配 糖化物 甲基-β- D－甘露糖配 糖化物 甲基-α- D－半乳糖配 糖化物 相对速率 醛糖配糖化物 甲基- β-D－半乳糖配 糖化物 甲基- α- D－木糖配 糖化物 甲基-β- D－木糖配糖 化物 甲基- α- L－阿拉伯 糖配糖化物 甲基-β- L－阿拉伯糖 配糖化物 相对速率
3、呋喃式配糖化物中，C1与C2称反构型者＞ 顺式同分异构体 4、甲基α -与β -吡喃式葡萄糖醛酸配糖化物＞ 呋喃式配糖化物
剥皮反应
在较温和的碱性条件下，半纤维素会发生剥皮反 应，从糖的还原性末端基开始逐个进行。 半纤维素的碱性剥皮反应进行到一定程度也会终 止，其终止反应与纤维素一样，也是还原性末端 基转化成偏变糖酸基。
利用玉米芯半纤维素水解液发酵生产木糖醇的研究
二、实验方法
1、材料与设备
实验所需材料包括木质纤维素固体基质发酵物样品、浓硫酸、催化剂等。实 验设备包括烘箱、粉碎机、索氏萃取器、反应器、分光光度计等。
2、实验步骤
（1）样品预处理：将木质纤维素固体基质发酵物样品粉碎至一定粒度，过 筛后放入烘箱中干燥至恒重。
（2）化学预处理：将干燥后的样品放入索氏萃取器中，用有机溶剂如乙醇 或丙酮进行萃取，以去除可溶性糖类和脂类物质。
然而，目前研究主要集中在发酵条件优化和菌株选育方面，关于玉米芯半纤 维素水解液发酵生产木糖醇的完整工艺流程和技术标准尚不完善，距离实际工业 化生产还有一定差距。
三、关键技术
1、菌株选育：选育具有耐受高浓度底物、高生产效率和高稳定性的优良菌 株是提高木糖醇产量的关键。可以采用基因工程、代谢工程等方法对现有菌株进 行改良，提高其生产木糖醇的能力。
展望未来，可以利用现代生物技术手段对菌株进行深入改造，提高其生产能 力和稳定性；开展不同来源半纤维素水解液发酵生产木糖醇的比较研究，寻找更 经济、环保的原料来源。另外，可以进一步优化发酵工艺流程和技术标准，推动 木糖醇生产的工业化进程。总之，利用玉米芯半纤维素水解液发酵生产木糖醇具 有广阔的研究前景和应用价值，值得深入探讨和开发。
2、优化了发酵工艺条件，确定了最佳的温度、pH值和转速，使木糖醇产量 提高了15%-20%。
3、建立了完善的底物预处理方法，使发酵过程中的底物利用率提高了10%15%。
4、通过质量控制体系的建立，保证了木糖醇的产量和质量稳定，使其达到 国家相关标准。
五、结论与展望
利用玉米芯半纤维素水解液发酵生产木糖醇是一项具有重要意义的研究，不 仅可以实现农业废弃物的资源化利用，还可以为木糖醇生产提供新的原料来源。 本次演示对相关关键技术进行了详细探讨，取得了较好的研究成果。然而，仍存 在一些问题需要进一步研究和完善，如菌株改造、工艺优化等方面。
半纤维素制备方法的改进及其应用
半纤维素制备方法的改进及其应用
用半纤维素制备方法是有效的利用玉米的有机残渣，分解其多糖把它转化为功能高分子的一种新工艺，近年来受到了越来越多的关注。
本文主要介绍半纤维素制备方法的改进及其应用。
一、半纤维素的制备方法
1、硫酸改性: 硫酸可以改性半纤维素，改性前后的分子量和粘度改变，可以改变半纤维素分子结构，从而提高水溶性和逆热稳定性。
2、高温水解方法：高温水解可以改变半纤维素的结构，提高其水解性，改变粘度，提高其可溶性，使其更容易与水混合，利于某些生物化学应用和降解。
3、氯化改性：氯化改性可以提高半纤维素的可溶度和稳定性，使其适合合成高分子材料，从而改变其表面性质。
二、半纤维素的应用
1、用于药品缓控释：由于半纤维素具有很强的稳定性，能有效固定和保护药物，在药品中用作缓控释载体和改善药物的浸渍性，提高抗酸性和耐受性。
2、用于食品的抗氧化剂：半纤维素具有良好的稳定性和耐腐蚀性，能够有效抑制油脂氧化，进而抑制食品的发芽和加工，提高食品的运输能力。
3、用于非纺织品：半纤维素可以用于制作多种非纺织品，包括建筑材料、汽车内饰、仪器，以及水管管道的维修保养。
因此，上述方法改进了半纤维素制备方法，使其制备标准化，增加了其水溶性和可溶性，提高了物理化学保护性，在药品、食品和非纺织品方面都有着广泛的应用前景。
羟丙甲基纤维素的合成工艺的改进研究
羟丙甲基纤维素的合成工艺的改进研究费玉元【摘要】Based on existing synthetic methods of hydroxypropyl methyl cellulose, by using nitrogen protection alkalization and step-by-step etherification method, high viscosity of hydroxypropyl methyl cellulose was prepared. The hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) produced with this method has good dispersion performance in cold water, high viscosity, thickening water performance, and is suitable for the production of construction glue, can be also used in laying bricks or stones wall, plaster, paint, sealing construction, and is also suitable for dry mortar.%基于现有羟丙基甲基纤维素合成方法的研究，采用氮气保护碱化和分步醚化方法，制得具有较高黏度的羟丙基甲基纤维素。
该方法合成的羟丙基甲基纤维素（HPMC）具有在冷水中分散性能好、黏度高、增稠保水性能好的优点，适合建筑用的胶水的生产，可用于砌墙、抹灰、粉刷、嵌缝等施工中，同时也适合用于干混凝砂浆。
【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】2页(P51-52)【关键词】羟丙基甲基纤维素;高黏度;氮气保护;分步醚化【作者】费玉元【作者单位】浙江中维药业有限公司，浙江湖州 31300【正文语种】中文【中图分类】TQ028羟丙基甲基纤维素，又名羟丙甲纤维素、纤维素羟丙基甲基醚，外观为白色粉末，无色无味，是近年来产量、用量与质量都在迅速提升的纤维素混合醚品种，是由高度纯净的棉纤维素经碱化、醚化等过程制成的非离子型纤维素混合醚。
半纤维素的分离和分析方法及其应用研究进展
第1期
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论文与综述
半纤维素的分离和分析方法及其应用研究进展
崔红艳
( 山东轻工业学院 , 山东 济南 250353)
[摘
要]
介绍了半纤维素的特点及其分布 , 在此基础上重点介绍了半纤维素的分离和分析方
法, 对每一种结构研究方法给出了相应的反应历程 , 概括了半纤维素的应用前景及其研究进展 。 [ 关键词] 半纤维素 ; 分离; 分析方法; 研究进展 半纤维素( hem icellulo se) 是指高等植物细胞 壁中非纤维素也非果胶类物质的多糖。有两种或 两种以上的糖基组成的不均一聚糖 , 大多带有短 的支链。半纤维素是无定形物质, 聚合度较低 , 易 吸水润胀。半纤维素存在于植物细胞壁中, 是植 物细胞壁三大组分之一, 是地球上最丰富、 最廉价 的可再生资源之一。 不同植物原料 , 半纤维素含量、 种类不一样: 针叶木中半纤维素的含量在 25% ~ 35% , 聚糖种 类主要是聚半乳糖葡萄糖甘露糖类和聚木糖类; 阔叶木中半纤维素含量 20% ~ 38% , 聚糖种类主 要是聚木糖类和聚甘露糖类; 非木材原料半纤维 素的含量在 25% ~ 35% 之间, 双子叶植物中大部 分半纤维素是木糖葡萄糖聚糖。 1 半纤维素的分离 半纤维素存在于植物原料中, 为了研究半纤 维素的结构 , 必须先将半纤维素从原料中分离出 来。 在分离半纤维素之前 , 要对原料进行处理 , 除 去一些次要成分 , 一般的无机物不必分离。 1. 1 分离前的准备 制取无抽提物试样: 先用水抽提 , 再用苯 乙 冷水或 70% 乙醇抽 提可 除去 单糖、 配糖 化 物、 少量低聚糖、 水溶性聚糖, 苯醇或丙酮抽提可 除去萜烯类化合物、 脂肪、 蜡、 鞣质等。 对阔叶木和禾本科原料可直接从无抽提物试 样中分离半纤维素。
纤维素的发展历程及纳米晶体纤维素的研究概况
纤维素的发展历程及纳米晶体纤维素的研究概况牟亚妮;张俊;熊悦婷;李宗迪;楼杨;李苹;张灵玲【摘要】随着对石油等稀缺、不可再生资源替代品需求的日益增长,工业应用中使用可再生材料已成为必然趋势.基于这种现状,源自天然纤维素的一种最丰富的高聚物——纳米晶体纤维素(NCC),就成为最有前途的材料之一.概述了这种新兴的纳米复合材料的研究进展,重点介绍了其原材料的发展历程以及纳米晶体纤维的结构和形态,同时介绍了生产NCC所面临的挑战,以期为NCC的研发和应用提供参考.【期刊名称】《生物技术进展》【年(卷),期】2016(006)001【总页数】5页(P30-34)【关键词】纳米晶体纤维素;木质素;纳米复合材料【作者】牟亚妮;张俊;熊悦婷;李宗迪;楼杨;李苹;张灵玲【作者单位】福建农林大学生命科学学院,福州350002;福建农林大学林学院,福州350002;福建农林大学,生物农药与化学生物学教育部重点实验室,福州350002;福建农林大学,生物农药与化学生物学教育部重点实验室,福州350002;福建农林大学,生物农药与化学生物学教育部重点实验室,福州350002;福建农林大学林学院,福州350002;福建农林大学生命科学学院,福州350002;福建农林大学,生物农药与化学生物学教育部重点实验室,福州350002【正文语种】中文可持续的化学生产产品和生物质材料不仅可以带来巨大的利润，而且在传统石油提炼生产系统中发挥着重大的作用。
可生物降解的塑料和可产生再生生物质原料的生物相容性复合材料被认为是有最前途的材料，它可以替代石化基聚合物，减少全球对化石燃料资源的依赖并提供简化的报废处理装置。
大部分低价值的生物质被称为木质纤维素，是指占其主要成分的生物聚合物：纤维素、半纤维素和木质素。
其中，纤维素是现今最丰富的、可再生的和可利用的聚合物资源，而且在环保性和生物相容性产品需求量日益增长的情况下，纤维素可以被作为一种几乎取之不竭的材料来源。
制浆黑液中糖类物质的回收利用
·论文与综述·制浆黑液中糖类物质的回收利用何 洁,刘秉钺(大连轻工学院化工系,辽宁大连116034)[摘 要] 介绍了制浆黑液中糖类物质的组成及成分,糖类物质回收的方法,以及回收糖类用于医药、制糠醛、酒精、饲料、乙酰丙酸及其他工业。
[关键词] 黑液;半纤维素;纤维素;综合利用 在蒸煮过程中,植物纤维原料中大部分纤维素,一小部分半纤维素和残余的木素成为生产纸的原料外,一半以上有机物进入蒸煮黑液[1]。
黑液的成份十分复杂,主要成份为钠盐、木素、还原糖类、羧酸等,直接排入江湖,不仅使大量的宝贵资源被浪费,还造成极为严重的水体污染,美国将造纸废液列为六大公害之一,日本列为五大公害之一。
据联合国环境组织估计,全世界造纸工业每年所排放的废水超过274亿吨[2]。
因此,造纸黑液综合利用一直是广大科技人员十分关注的课题。
当前,国内造纸黑液治理技术应用于生产的方法主要有碱回收和酸法提取木素,但糖类物质的回收和利用也有相当的经济效益。
因此,本文主要对黑液中几种糖类物质的资源化进行探讨。
1 半纤维素和纤维素的化学组成及其在蒸煮过程中的变化1.1 半纤维素和纤维素的化学组成半纤维素是植物纤维原料的主要化学组份之一。
阔叶木中的半纤维素主要是部分乙酰化的酸性木聚糖;针叶木半纤维素主要是部分乙酰化的聚半乳糖葡萄糖甘露糖,其次是木聚糖类,此外还含有少量其它半纤维素,如聚阿拉伯糖半乳糖类、聚阿拉伯糖类和果胶质;禾本科原料,如谷类茎杆半纤维素具有(1→4)连接的β-D吡喃木糖主链,主链可能是线形的,但常常是分枝的并具有其它配糖单元。
草类和谷类的木聚糖具有与木材木聚糖相同的主链,但是它们包含少量的糖醛酸,具有更高分枝度,而且含有大量的L—阿拉伯呋喃糖单元,后者可能与木糖在C—3位连接[3～5]。
而纤维素则是由许多D-吡喃型葡萄糖基通过β-1,4-葡萄糖甙键结合的多糖,在碱性条件下一般比较稳定。
1.2 蒸煮过程中半纤维和纤维素的变化纤维原料中的半纤维素在蒸煮高温碱液的条件下由于剥皮反应、氧化反应和碱性水解反应一部分降解成为多聚糖或单糖。
细菌纤维素在造纸工业中的应用和展望
3、废纸回收利用：
3、废纸回收利用：
废纸回收利用是造纸工业可持续发展的重要方向。然而，废纸再利用过程中 容易出现纸质变脆、强度下降等问题。添加细菌纤维素可以提高废纸浆的成纸强 度和耐破度，从而提高废纸回收利用率。
1、环保：
1、环保：
细菌纤维素的生产不需要木材或其他天然资源的消耗，可以大幅降低对环境 的破坏和资源的浪费。同时，由于细菌纤维素的生物降解性，使用后不会对环境 造成污染，符合当前环保和可持续发展的要求。
一、纤维素酶的应用
1、降低打浆能耗：纤维素酶可以软化植物纤维，降低打浆能耗，同时提高纸 浆的产率和质量。通过应用纤维素酶，可以实现低能耗、高产量的打浆目标。
一、纤维素酶的应用
2、提高纸浆纯度：纤维素酶可以分解植物纤维中的杂质，如木质素和半纤维 素等，从而提高纸浆的纯度。这种纯度提高可以改善纸张的品质和性能。
Байду номын сангаас
二、半纤维素酶的应用
二、半纤维素酶的应用
半纤维素酶是一种能够分解半纤维素生成木糖的酶。在制浆造纸过程中，半 纤维素酶主要用于改善纸浆的性能和质量。具体应用如下：
二、半纤维素酶的应用
1、提高纸浆产量：半纤维素酶可以分解植物纤维中的半纤维素，从而提高纸 浆的产量。这种产量的提高可以帮助制浆企业降低成本，提高经济效益。
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一、纳米纤维素的制备方法及性质
纳米纤维素具有一系列独特的性质，如高结晶度、高取向度、高强度、高透 明度等。此外，纳米纤维素还具有较好的生物相容性和降解性，可在生物医学、 包装、水处理等领域发挥重要作用。
二、纳米纤维素在制浆造纸工业 中的应用前景
1、提高纸张质量
1、提高纸张质量
纳米纤维素在制浆造纸工业中可以提高纸张质量。由于纳米纤维素具有高结 晶度、高取向度等特性，将其添加到纸浆中可以提高纸张的强度、防水性、抗张 强度等。此外，纳米纤维素还可以改善纸张的吸墨性能，提高印刷质量。
纸浆内部成分
纸浆内部成分一、纸浆的基本概念纸浆是一种用于制造纸张的基本材料，通常由植物纤维通过一系列加工工艺制备而成。
纸浆的内部成分是指在制备纸浆的过程中，植物纤维以及其他添加剂所构成的组成部分。
二、纸浆的主要来源2.1 木材纸浆木材纸浆是制造纸张的主要来源之一。
常用的木材包括杨树、松树、桦木等。
木材经过蒸煮、漂白等工艺处理，将纤维素从木材中提取出来，形成木材纸浆。
2.2 非木材纸浆非木材纸浆指的是除了木材之外的其他植物纤维制备的纸浆。
例如竹浆、草浆等。
这些纤维通常具有不同的特性和用途，在制造特定类型的纸张时非常重要。
三、纸浆的组成成分纸浆的组成成分包括纤维素、半纤维素、木质素等。
它们在制造纸张的过程中发挥着不同的作用。
3.1 纤维素纤维素是纸浆中最主要的成分，占据了纸浆总质量的一大部分。
纤维素是由许多纤维组成的，这些纤维可以相互连接形成纸张的骨架结构。
纤维素具有良好的强度和韧性，能够支撑纸张的结构。
半纤维素是纤维素和木质素之间的一种过渡物质，它具有一定的结构和纤维特性。
半纤维素可以增加纸张的强度和吸水性能，对于一些高要求的纸张制造非常重要。
3.3 木质素木质素是纸浆中的非纤维有机物，它们主要存在于木材纤维中。
木质素在纸浆的漂白过程中会被去除或减少，因为它们会影响纸张的颜色和质量。
3.4 其他组成成分除了纤维素、半纤维素和木质素之外，纸浆中还含有一些其他的组成成分，如水分、灰分、胶质等。
这些成分在纸张的制备过程中也会对最终的纸张质量产生影响。
四、纸浆成分的影响因素纸浆的内部成分不仅受到原料的影响，还受到一系列外界因素的影响。
4.1 原料选择不同的原料会导致纸浆的成分有所不同。
例如，使用不同种类的木材或非木材纤维，纸浆的纤维素含量、半纤维素含量等就会有所差异。
4.2 加工工艺纸浆的制备过程中所采用的不同加工工艺也会对纸浆的成分产生影响。
例如，在蒸煮、漂白等过程中的处理时间和温度等因素都会改变纸浆中各成分的含量。
半纤维素—壳聚糖基生物功能材料研究及其应用
半纤维素—壳聚糖基生物功能材料研究及其应用一、本文概述随着科学技术的不断发展和环保理念的深入人心，生物功能材料作为一种绿色、可持续的新型材料，正日益受到人们的关注和重视。
半纤维素—壳聚糖基生物功能材料，作为一种具有代表性的生物功能材料，凭借其独特的生物相容性、生物可降解性和优异的物理化学性能，在众多领域展现出广阔的应用前景。
本文旨在全面探讨半纤维素—壳聚糖基生物功能材料的制备技术、性能特点以及实际应用情况。
文章首先概述了半纤维素和壳聚糖的来源、结构和性质，为后续的研究和应用提供了理论基础。
接着，详细介绍了半纤维素—壳聚糖基生物功能材料的制备方法，包括化学法、物理法和生物法等，并对各种方法的优缺点进行了比较和分析。
在此基础上，文章进一步探讨了半纤维素—壳聚糖基生物功能材料的性能特点，如机械性能、热稳定性、吸水性、生物相容性等，并通过实验数据验证了其优越性能。
文章还重点关注了半纤维素—壳聚糖基生物功能材料在生物医药、农业、环保等领域的应用情况，展示了其在实际应用中的潜力和价值。
文章对半纤维素—壳聚糖基生物功能材料的研究现状进行了总结，并展望了其未来的发展方向和应用前景。
通过本文的研究，旨在为相关领域的研究人员和从业者提供有益的参考和启示，推动半纤维素—壳聚糖基生物功能材料的深入研究和广泛应用。
二、半纤维素与壳聚糖的基本性质半纤维素（Hemicellulose）是一类复杂的复合多糖，主要存在于植物细胞壁中，与纤维素和木质素相互连接。
它是一种无定形的聚合物，主要由己糖、戊糖和一些酸性糖基组成。
由于半纤维素的结构多样性，其分子量、聚合度和糖组成因植物种类和部位而异。
半纤维素的主要特点是易于水解，并且在自然界中易被微生物分解。
壳聚糖（Chitosan）是一种天然多糖，由甲壳动物壳（如虾壳、蟹壳）中的甲壳素（Chitin）经过脱乙酰作用制得。
壳聚糖分子由β-1,4-糖苷键连接的氨基葡萄糖单元组成，具有良好的生物相容性、生物降解性和抗菌活性。
重组木聚糖酶酶解玉米芯制备低聚木糖
重组木聚糖酶酶解玉米芯制备低聚木糖杨然;朱培华;姚君;李秀婷【摘要】研究了蒸煮法及碱提法对玉米芯木聚糖的提取效果,并利用重组木聚糖酶XynA对玉米芯低聚木糖的酶解制备条件进行了优化.对木聚糖得率及酶解产物进行了分析,确定碱提法所得玉米芯木聚糖适宜作为酶解底物制备低聚木糖.优化后得到酶解制备玉米芯低聚木糖的工艺条件:底物浓度0.9％,酶解湿度49℃,酶解时间4.5h,还原糖量可达33.9％.另外,对酶解成分进行分析,结果表明酶解碱提玉米芯木聚糖可产生以木二糖及木三糖为主要成分的低聚木糖.【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2015(041)004【总页数】6页(P115-120)【关键词】玉米芯;提取;木聚糖;酶解【作者】杨然;朱培华;姚君;李秀婷【作者单位】北京工商大学食品质量与安全北京实验室,北京,10048;北京工商大学食品添加剂与配料北京高校工程研究中心,北京,100048;北京工商大学食品质量与安全北京实验室,北京,10048;北京工商大学北京市食品风味化学重点实验室,北京,100048;北京工商大学食品质量与安全北京实验室,北京,10048;北京工商大学北京市食品风味化学重点实验室,北京,100048;北京工商大学食品质量与安全北京实验室,北京,10048;北京工商大学食品添加剂与配料北京高校工程研究中心,北京,100048【正文语种】中文低聚木糖又称木寡糖，由2～7个木糖以β-1，4-糖苷键连接而成，以木二糖、木三糖为主，具有显著的双歧杆菌增殖能力，还具有不被消化性、无龋齿性及促进人体对钙的吸收等特性［1］。
在我国，玉米作为重要的粮食经济作物，每年会产生大量的农业废弃物玉米芯，而玉米芯中木聚糖的含量高达35% ～40%［2］。
采用适宜的提取方式获得丰富的玉米芯木聚糖资源，并应用酶解技术制备功能性低聚木糖，势必可以解决环境问题，同时变废为宝，创造经济附加值。
1 材料与方法1.1 材料1.1.1 原料、菌种与试剂玉米芯原料，山东龙力公司馈赠;重组木聚糖酶，实验室制备重组毕赤酵母GS115发酵所得;木糖、木二糖、木三糖、木四糖、木五糖标品，购自Sigma公司;其他化学试剂均为国产分析纯。
饲料粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维残渣中各成分的研究
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｎｉｍａｌ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ
ｄｏｉ：１０．３９６９ ／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００６⁃２６７ｘ．２０１８．０３．０２９
饲料粗纤维、中性洗涤纤维和酸性 洗涤纤维残渣中各成分的研究
刘 磊 李福昌 杨鹏程 张崇玉∗
ＣＦ 残渣中 ＨＣＥＬ 含量（ ％） ＝ 饲料中 ＣＦ 含量－饲料中 ＡＤＦ 含量；
ＣＦ 残渣中 ＣＥＬ 含量（ ％） ＝ 饲料中 ＡＤＦ 含量－ （ 饲料中 ＡＤＬ 含量＋饲料中 ＡＩＡ 含量） ；
收 稿 日 期 ：２０１７ － ０８ － ２８ 基金项目：现代农业产业技术体系建设专项（ ＣＡＲＳ⁃４４⁃Ｂ⁃１） ；山东农业大学青 年科技创新基金项目（ ２０１５—２０１６） ；中 国博士后科学基金 （ ２０１５Ｍ５８０６１） ；山东省“ 双一流” 奖补资金 ห้องสมุดไป่ตู้者简介：刘 磊（ １９８５—） ，男，山东潍坊人，讲师，博士，从事家兔营养与生理代谢研究。 Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｌｉｕｓａｎｓｈｉ１９８５＠ １２６．ｃｏｍ ∗通信作者：张崇玉，副教授，Ｅ⁃ｍａｉｌ： １７２２５１２２＠ １６３．ｃｏｍ
饲料中粗纤维（ ＣＦ） 含量已被广泛地应用于饲 料原料和配合饲料产品标签中的产品成分分析保 证值中［１］ 。 饲料 ＣＦ 是饲料经稀酸、稀碱处理后剩 下的不溶性有机物，包括纤维素（ ＣＥＬ） 、半纤维素 （ ＨＣＥＬ） 、酸性洗涤木质素（ ＡＤＬ） 及少量酸不溶 灰分（ ＡＩＡ） 。 饲料中的各纤维成分在饲料测定 ＣＦ 含量的酸碱煮沸处理过程中，会或多或少地被分 解，饲料中各纤维成分在 ＣＦ 残渣中的含量及回收 率如何？ 一直是人们关心的问题。 Ｖａｓ Ｓｏｅｓｔ 等［２］ 提出的饲料中性洗涤纤维（ ＮＤＦ） 、酸性洗涤纤维 （ ＡＤＦ） 、ＡＤＬ 含量的测定方法被广泛采用，我 国 也制定了相应的国家标准或行业标准［３－５］ 。 随着
生物炭制备方法及其应用的研究进展
生物炭制备方法及其应用的研究进展李佳燕;陈兰;喻婕;戴智强;张震;王娜【摘要】生物炭作为一种绿色环保,廉价易得的新型功能材料,具有比表面积大,孔隙结构致密,来源广泛,环境友好等优点.通过对生物炭制备方法的分类与总结,对比不同制备方法的优缺点,为生物炭制备过程的改进提供技术支持.通过对生物炭的应用进行总结与分析,为其在农业生产、环境保护、能源化工等领域的广泛应用提供理论与实践依据.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2019(047)007【总页数】4页(P22-24,33)【关键词】生物炭;制备方法;改性;土壤修复;污水处理;大气污染【作者】李佳燕;陈兰;喻婕;戴智强;张震;王娜【作者单位】天津中医药大学中药制药工程学院, 天津 301617;天津中医药大学中药制药工程学院, 天津 301617;天津中医药大学中药制药工程学院, 天津 301617;天津中医药大学中药制药工程学院, 天津 301617;天津中医药大学中药制药工程学院, 天津 301617;天津中医药大学中药制药工程学院, 天津 301617【正文语种】中文【中图分类】X705生物炭是生物质在低氧或缺氧条件下，通过高温裂解碳化，形成的高度芳香化、富含碳的多孔颗粒固体[1]。
生物炭的多孔结构，可以稳定地将碳元素固定长达数百年，矿化后碳元素在环境中很难再分解。
制备生物炭的原料主要是制药、造纸、农产品加工等行业产生的废弃物。
将这些废弃物加工制备成生物炭，并应用到农业、环保、化工、制药等领域，可以实现废弃物的高值利用，从而有效减少资源浪费，具有重要的实际意义和研究价值。
1 生物炭的制备生物质主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。
生物炭的制备是生物质发生热裂解，由大分子转变为小分子的过程。
其中伴随有脂肪烃脱水缩聚形成芳香环，羟基、羧基等极性官能团脱除的过程。
根据制备过程中生物质的热解温度、升温速率以及加热介质的不同，生物炭的制备方法可分为：慢速热解、快速热解、气化热解、水热炭化以及微波热裂解法[1-2]。
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木质素 质量分 数/
%
23
棉子壳
44
25 ～ 28
28
桦木
45
27
20
杨木
47
24
18
稻草杆
37～ 39
20 ～ 22
8 ～ 11
稻穗部
41
24
33
稻叶
38
24
30
芦竹(安徽)
52
28
19
慈竹(四川)
44
25
31
淡竹
46
22
33
黄竹(四川)
57
19
23
西风竹(四川)57
18
22
-
玉米杆
37
21
18
高粱杆
(College of Fisheries , Ocean U niv ersity of China , Q ingdao 266003 , China)
Abstract :In this paper , the ex tracting methods and conditions of hemicellulose f rom co rncob were improved, the ratio and purity of ext raction were effectively raised by integrat ion of cooking w ith alkalitreatment .The ex tracted hemicellulose were used as selective carbon source f or selective medium to separate and screen xylanaseproducing strains.T he addi tion manner and dose of hemicellulose w hich influenced t ransparent zones caused by the strains on the plate w ere studied .T his selective medium could produce obvious transparent zones and the xy lanase activity could be identified by these t ransparent zones elementarily .In t his w ay , the efficiency of primary screening were ef fectively improved . Key words :x ylanas ;hemicellulose ;selective medium
第2 00232年卷第11
6期 月
Journal
无锡轻工大学学报 of Wuxi University of Light
Industry
VoNl.o2v2. N2o00.63
文章编号 :1009-038X(2003)06-0085-04
半纤维素制备方法的改进及其应用
第 6 期
王雪鹏等 :半纤维素制备方法的改进及其应用
87
体积分数 95 %乙醇浸泡过夜 , 离心得泥状沉淀物备 用. 1 .5 分离培养基配制方法的改进
取 200 g 泥状半纤维素加入水中加热 , 搅拌均 匀 , 加入其它培养基成分 , 定容于 1 000 mL , 调 pH 至 7 .5 , 灭菌后倒 5 mm 厚单层平板 . 1 .6 透明圈直径(D)/ 菌苔直径(d)与酶活关系
1)半纤维素提取率及纯度的测定 : 提取率 =产 原品 料质 质量 量( (gg) ) 半纤维素纯度以提取产品中 的多聚糖质量 分 数计 , 多聚糖质量分数(%)=总糖质量分数(%)还原糖质量分数(%). 总糖的测定 :按文献[ 7] 方法 . 还原糖的测定 :按文献[ 8] 方法 . 2)酶活的测定 :取 0 .1 m L 适当稀释的酶液 , 加 1 mL 用 0 .2 mol/ L pH 4 .8 醋酸缓冲液配制的质 量浓度为 1 g/ dL木聚糖溶液 , 50 ℃酶解 30 min , 用 D NS 法测定还原糖(以木糖计)[ 9] . 1 .2 实验流程 培养基制备的基本过程为 : 选取合适的半纤维素提取原料 ※优化半纤 维 素提取方法 ※改进分离培养基的制备方式 ※对照 值(透明圈 直 径(D )/ 菌 苔直 径(d))与 酶活 力 的 关系 . 1 .3 半纤维素提取原料的选取 选择木聚糖质量分数较高的 原料是有效提 取 木聚糖的前提 , 表 1 列出了部分原料纤维素 、半纤 维素 、木质素的质量分数 .从表中可以看出 :玉米芯 中半纤维素质量分数最高 , 纤维素质量分数最低 , 木质素质量分数居中 , 适合半纤维素的提取 .我国 玉米种植面积广 、产量大 , 玉米芯资源相当丰富 , 并 且利用玉米芯作为半纤维素提取原料还可有 效利 用这一存在广泛的可再生资源 , 因此选用玉米芯作
39
44
22
芨芨草(内蒙)49
25
16
-
蔗髓
38
25
20
龙须草
55
21
13
芦苇
56
21
21
毛竹
45
21
30
1 .4 半纤维素提取方法的优化 从玉米芯中提取半纤维素的方法主要有碱法 、
蒸煮法[ 11] 和沉淀法 , 其中以碱法最好[ 12] .玉米芯中 木聚糖与木质素结合在一起以木聚糖-木质素复合 物的形式存在 , 破坏半纤维素与木质素的结合 , 使 半纤 维 素 与 木 质素 分 离 是 提 高 碱 溶 率 的 前 提 . 135 ℃蒸煮 30 min 可破坏半纤维素与 木质素的复 合结构 , 使木聚糖与木质素分离[ 13] , 但常规的碱法 提取通常对原料不经预处理或预蒸煮温度不够 , 因 此起 不 到 破 坏 复 合 物 结 构 的 作 用 , 从 而 影 响 提 取率 .
2)选择培养基 :组分(g/ L):NH4N O 33 .0 , N aCl 5 .0 , K2HPO 42 .0 , M gSO 4·7H2O 0 .2 , 酵母浸出汁 4 . 5 , 半纤维素 10 .0 , 琼脂 15 .pH 7 .5 .
3)摇瓶培养基 :组分(g/ L):麸皮 30 , NH4NO33. 0, NaCl 5.0 , K2HPO42 .0 , MgSO4·7H2O 0 .2 , 半纤维素 10 .0 .pH 7 .5 . 1 .1 .3 测定方法
关键词 :木聚糖酶 ;半纤维素 ;分离培养基
中图分类号 :Q 539
文献标识码 :A
Improved Extraction Method for Hemicellulose and Its Application
WANG Xue-peng , G UAN Bin , TANG Hai-qing , GUO Shan-na
纤维素含量都不利于菌体的生长 .实验证明 10 g/ L
的添加量产生透明圈的效果最好(见表 4).
表 3 半纤维素添加方式的影响 Tab .3 Ef fects of hemicellulose addition ways on medium and
transparent zones
添加 透明 圈 D/ d
表 2 蒸煮条件对提取率及提取纯度的影响 Tab.2 Ef fects of digesting condition on extracting ratio and
purity
处理条件
提取率/ %
纯度/ %
未蒸煮 100 ℃ 1 h 135 ℃ 30 min
25 .2 29 .3 40 .7
5 8 .2 6 2 .8 7 2 .6
2 .2 碱处理条件的影响 采用不同质量浓度的碱溶液 及处理时间提 取
半纤维素 , 结果 表明 , 用 10 g/ dL 的 NaOH 按固 液 比 1 g∶15 mL 于 80 ℃浸提 2 h 效果最好 . 2 .3 半纤维素添加方式及添加量的影响
自制半纤维素的添加方式及 添加量是决定 分 离培养基产生透明圈效果的关键因素 .许多报道中 将半纤维素以固体颗粒状态添加[ 2～ 6] , 此状态下半 纤维素分子之间及半纤维素与木质素等大分 子之 间可能会重新形成部分网络结合 , 经蒸煮后仍不能 完全分离在培养基中 , 从而影响菌株的利用效果 , 并且半纤维素颗粒分散不均匀对透明圈的观 察也 会造成影响 .若半纤维素提取后不经干燥直接以泥 状样品按比例添加至培养基中 , 并加热搅拌使半纤 维素充分均匀的分散于培养基中则可避免上 述缺 点(见表 3). 半纤维素作为选择性碳源 , 添加量对形成透明 圈的大小也有较大影响 , 培养基中过高或过低的半
收稿日期 :2003-06-05 ; 修回日期 :2003-08-25 . 作者简介 :王雪鹏(1980-), 男 , 山东惠民人 , 食品科学与工程硕士研究生 .
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无 锡 轻 工 大 学 学 报 第 22 卷
出酶活高低 , 从而可快速 、实用 、有效的初步筛选出 优良的产木聚糖酶菌株 .
培养基成分的质量直接关系到筛选效果 .由于纯木 聚糖产品价格较高 , 以自制半纤维素作为选择性碳 源制备透明圈明显的分离培养基一直 是菌种初筛 的难点 .许多文章中报道的制备方法由于其半纤维 素提取纯度不高及培养基配制方法等原因 , 其分离 培养基分离效果不明显 [.2 ～ 6]
作者从优化半纤维素提 取方法及培养基 配制 方式入手 , 探讨了一种可产生明显透明圈的分离培 养基的制备方法 , 所产生透明圈的大小可基本反映
作者将此处理条件与常 规碱提取法结合 起来
提取半纤维素并测定提取率及提取纯度 . 半纤 维 素 提 取 方法 :将 玉 米芯 洗 净 后 粉 碎 ,
135 ℃蒸煮 30 min , 过滤 , 滤渣用 10 g/ dL NaOH 80 ℃浸提 2 h (固液比为 1 g∶15 mL), 过滤取滤液 , 用 6 mol/ L HCl 中和 , 3 500 r/ min 离心 20 min , 沉淀用