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1試驗方法
1.1玉米芯的預處理選擇風干的、無發(fā)霉的玉米芯,用粉碎機粉碎過80目篩,備用。
1.2不同堿液對玉米芯木聚糖含量的影響稱取玉米芯2g,分別加入2.5mol/L的NaOH、KOH和LiOH溶液200mL,在121℃下提取30min,過濾取濾液,測定不同堿液提取下木聚糖的含量。
1.3堿液濃度對木聚糖含量的影響稱取玉米芯2g,分別加入1.0mol/L、1.5mol/L、2.5mol/L和3.5mol/L的堿液200mL,在121℃下反應30min,過濾取濾液,測定木聚糖的含量。
1.4料液比對木聚糖含量的影響取2.5mol/L的堿液,考察料液比分別為1g∶5mL、1g∶10mL、1g∶15mL、1g∶20mL條件下,在121℃下反應30min,過濾取濾液,測定木聚糖的含量。
1.5堿液提取時間對木聚糖含量的影響稱取玉米芯2g,加入2.5mol/L的堿液200mL,在121℃下分別提取30min、60min、90min、120min,過濾取濾液,測定木聚糖的含量。
1.6堿液提取溫度對木聚糖含量的影響稱取玉米芯2g,加入2.5mol/L的堿液200mL,在80℃、100℃、115℃、121℃下分別處理30min,過濾取濾液,測定木聚糖的含量。
1.7木聚糖的測定采用地衣酚-鹽酸法測定總糖含量(g/L),木聚糖含量計算公式為:木聚糖含量=總糖含量×0.88,其中0.88為校正系數(shù)。
2結果與討論
2.1不同的堿液對木聚糖提取率的影響在相同的提取條件下,分別加入2.5mol/L的NaOH、KOH和LiOH溶液于玉米芯中,考察不同的堿液對木聚糖提取率的影響,試驗結果如圖1所示。由圖1可知,不同的堿液處理玉米芯后,其木聚糖提取率差異不大,相對而言,NaOH溶液提取的木聚糖提取率更高些。在成本上,LiOH的市場價格遠高于NaOH和KOH,綜合考慮堿液的成本和木聚糖的提取率,選擇的最適堿液為NaOH溶液。
2.2堿液濃度對木聚糖提取率的影響分別加入1mol/L、1.5mol/L、2.5mol/L和3.5mol/L的NaOH溶液于玉米芯中,在121℃下反應30min,考察不同的NaOH濃度對木聚糖提取率的影響,試驗結果如圖2所示。圖2的結果顯示,隨著NaOH濃度的提高,木聚糖提取率也隨之增加,當NaOH濃度達到2.5mol/L時,木聚糖提取率達到21.4%,繼續(xù)增加NaOH的濃度,木聚糖提取率幾乎不再增加,因此選擇NaOH濃度為2.5mol/L。
2.3料液比對木聚糖提取率的影響在相同的提取條件下,考察料液比分別為1g∶5mL、1g∶10mL、1g∶15mL、1g∶20mL對木聚糖提取率的影響,試驗結果如圖3所示。圖3的結果表明,隨著NaOH溶液體積的提高,木聚糖提取率也隨之增加,料液比為1g∶5mL時,木聚糖的提取率僅為13.5%,但當料液比提高至1g∶10mL時,木聚糖的提取率達到21.8%,繼續(xù)增加NaOH的體積,木聚糖的提取率稍有增加。這說明,當料液比值較小的時,NaOH溶液體積小,玉米芯顆粒無法充分溶脹,木聚糖不能充分溶出,因此木聚糖提取率較低,這跟舒國偉的研究結論一致。料液比達到一定值時,使玉米芯完全溶脹,再增加堿液體積,對木聚糖的提取無直接的促進作用,因此選擇料液比為1g∶10mL。
2.4堿液提取時間和溫度對木聚糖提取率的影響按照1.3.5和1.3.6的條件,考察提取時間(30min、60min、90min、120min)和提取溫度(80℃、100℃、115℃、121℃)對木聚糖提取率的影響,試驗結果分別見圖4,圖5。由圖4,圖5可知,隨著提取時間的提高,木聚糖得率也提高,當提取時間達到60min以上時,木聚糖的提取率提高不明顯,同時提取液顏色加深,因此選擇提取時間為60min。同時隨著提取溫度提高,木聚糖提取率也增加,但當提取溫度增至115℃時,其木聚糖提取率達到最高為22.8%,繼續(xù)提高提取溫度至121℃,木聚糖提取率稍有下降,這可能是因為過高的溫度,導致木聚糖的降解。因此選擇的提取溫度為115℃。在最適條件,NaOH濃度為2.5mol/L,料液比為1g∶10mL,堿液提取時間和溫度分別為60min和115℃時,木聚糖的提取率達到23.5%。
3結論
比較3種堿液(NaOH、KOH和LiOH)對玉米芯中木聚糖提取率的影響,從成本上和提取率上來說,NaOH更適合于木聚糖的提取。NaOH堿液提取木聚糖的最適工藝條件為:堿液濃度2.5mol/L,最適料液比1g∶10mL,115℃提取60min,在此條件下,木聚糖的提取率達到23.5%。
作者:湯衛(wèi)華龍尾呂春暉單位:天津現(xiàn)代職業(yè)技術學院生物工程學院