玉米芯提取木糖综合实训
玉米芯综合利用方法
可。
的净化处理提供一种复合型高效混凝剂 。 其质量百分
比组分如 下 ：
本混凝剂可广泛应用于工农业源水、 城市中水和 废水的净化处理 ， 且无毒对环境安全。
联 系 人 ：吴 怀 武
碱 改性 淀粉２８ ４５ 沸石 粉 １ ％－ ．％， 聚 ．％～ ．％， ． ２ ８ ４ 多 磷 酸钠 ３ ％ ． 葡 萄糖 酸钠 １ ％～ ．％， ． ５０ ０ ％， ． ２５ 乙二 胺 四 ５ 乙酸钠０５ １ ％， ．％～ ． 聚合 氯化 铝６５ ８８ 铁盐 调节 ５ ． ％～ ．％， 剂 １ ％ ３ ％， 量 。 ． ． 水余 ０ ０
专 利 号 ： ０ ９ ０ ４ １ ０９ ２０ １１４ ５ ．
淀 粉是 天然 的水溶 性高 分 子 ，通过 碱
矿 物 ）粉 细度 要 求 ￣２０目。聚合 氯化 铝 ＞ ０
（Ａ ） Ｐ ｃ 是水溶性的无机高分子。使用Ａ ２， １ Ｏ 面对 越来越 复 杂的水 质和越来 越 高 的环 保要 求 ， 含 量 １％以上 的液 体 。 ０ 铁盐调 节剂 为含 三价铁 离子 的 开发高效 、 适用范围广、 环保无毒 ， 低成本的混凝剂是 酸式盐。 该混凝剂将各组分在水中搅拌溶解（ 分散 ） 即
２４ ２
地址 ： 安徽 省淮南 市永 兴路 淮南 市蔚蓝 水处 理技 术有 限公 司
邮编 ： ３ ０ ７ ２ ２０
专 狲 攮 恭
Ｔ Ｃ ０ ｏ ＇ Ｅ Ｉ Ｌ Ｇ Ａ 旺 Ｙ
Ｖｏ．７Ｎｏ９２ ０ １Ｌ ． ．，０１
ＩＥ ｌ Ｔ 】 Ｋ
玉米 是一 种常见 的农作 物 ， 种植 面积 大 ， 量高 芯 的化 学分 析结果 表 明 ， 玉米 芯 中含有 大量 的纤
玉米芯制取木糖醇
医药工业：由于木糖醇能降低糖尿病人的血糖值, 并减轻吃得多,喝得多,尿得多症状,所以是糖尿病人 的辅助治疗剂。在日本、德国、前苏联、美国等 发达国家,均将木糖醇作为药物出售。有的国家将 其列人营养药物,因木糖醇能提供热量、能保肝。 此外木糖醇有润肠作用,所以可以作缓溶剂使用。
轻工业：木糖醇可以代替甘油作保湿 剂,例如牙膏生产中和甘油混合作用,能 增加赋效果,在纸张中作增韧剂,在卷烟 中作保湿加香剂.
化学性质：木糖醇受热分子内部脱水,成为环状失水木 糖醇;和各种有机酸反应产生醋类,但和氨基酸不产生褐 变反应;和糖类生成糖昔.木糖醇参与机体交换和酶活动 过程产生影响.当服用木糖醇后,通过磷酸一木酮糖侧路 和糖醛酸外路代谢,大约有50%一60%的木糖醇经正常 代谢为CO2,4%一20%排出体外,有20%一30%被转化 为糖元储存在细胞中.木糖醇进人血液不需要胰岛素就 能透过细胞膜,成为组织营养.当人对糖代谢异常时,木 糖醇能正常代谢.木糖醇有特殊的抗酮体作用.木糖醇不 被酵母和链球菌作用,不产生成醇发酵。
4.8木糖醇结晶工艺流程
氢化液(含醇10%一20%)一脱色过滤(活性 炭滤层法)—离子交换(阳离子树脂脱镍)一 预浓缩(含醇50%)一浓缩(含醇86%一88%) 一助晶(降温1℃/h、总时间40h)一离心一 结晶(副产品母液)。
5、关键设备——水解罐（单批常压低酸水解）
水解罐中玉米芯经预处理完毕 后,加人稀酸,通人蒸汽,使罐内 物料达到沸腾,保温2~h3,使水 解完全。 该水解法,硫酸浓度为1.5%一 2%,温度100一105℃,蒸汽压 力为0.1MPa。水解液含糖3% 一4%,水解液为原料重的5一6 倍。
6、优点与改进
该工艺过程设备简单，易于实现。但效率 较低，能耗大。 连续水解代替单批水解，层析分离代替离 子交换，这样可以缩短水解时间，减小水 解罐体积，提高产品质量。
木糖工艺流程
利用玉米芯为原料制取结晶木糖的通用流程如下：玉米芯―――洗涤―――水解―――脱色―――中和―――离子交换―――真空蒸发―――离子交换―――真空浓缩―――结晶―――离心分离―――干燥―――包装―――成品结晶木糖现将主要工艺步骤叙述如下：1、洗涤玉米芯经皮带送入搅拌洗涤机与轻水充分搅动混合，并连续从洗涤机中溢出，经网带输送机滤除水后即可获得干净的除去泥沙和灰尘的玉米芯。
2、水解经洗涤后的玉米芯通过皮带送入水解锅，然后添加硫酸作为催化剂，用直接蒸汽加热至125℃，水解3小时。
水解液进入后续工序提取木糖，残渣经挤压脱水并烘干后送到烧渣锅炉与煤混合焚烧以获得生产所需蒸汽。
3、脱色脱色分成两次，称为一次脱色和而二次脱色。
二次脱色加新鲜的活性炭，发挥新炭的强大的脱色力来除去一次脱色液中少量的杂质，保证进入离交工段的糖液杂质尽可能的少、减小离交负担。
一次脱色加入二次脱色用过的活性炭，来吸附糖化液中大量的杂质，以此来节省用炭量（该过程称为逆流走炭）4、中和通过添加粉末碳酸钙中和水解液中含有的硫酸催化剂，生成硫酸钙沉淀后过滤除去。
5、离子交换中和后的糖溶液中仍然含有一小部分溶解态的硫酸钙，依次通过阳离子交换和阴离子交换除去剩余的硫酸钙，以免在随后的蒸发过程蒸发器产生结垢。
6、真空蒸发经中和后的水解液浓度（木糖质量百分比浓度）较低，只有6％左右，通过三效真空板式蒸发系统将其中的部分水分蒸发除去，使木糖浓度上升到25％左右。
7、离子交换精制真空蒸发后的水解液（25％木糖溶液）依次进入阳离子交换器和阴离子交换器，经过糖液与阳阴离子树脂交换，为及时准确掌握糖液的质量，在阴柱出口设置测量糖液的电导仪，当糖液的电导率高于某一值时，则说明树脂己失活，需进行树脂再生。
8、真空浓缩经离子交换后的糖液浓度只有22％左右，通过双效真空板式蒸发系统将其中的大部分水分蒸发除去，使木糖浓度上升到80％左右。
以达到后续冷却结晶工序所需的木糖浓度。
玉米芯作木糖醇的化学原理
玉米芯作木糖醇的化学原理
玉米芯作木糖醇的化学原理涉及若干步骤：
1. 提取玉米芯中的淀粉：首先，将玉米芯加热并加入水中，促使淀粉溶解在水中形成淀粉浆。
然后，将淀粉浆经过过滤、洗涤和离心等步骤，将淀粉提取出来。
2. 酶解淀粉产生糖汁：将提取的淀粉与酶（通常是α-淀粉酶）反应，酶会分解淀粉为葡萄糖和其他糖类，形成糖汁。
3. 纯化糖汁：通过过滤、离心、蒸发等技术，将糖汁中的杂质去除，得到纯化的糖汁。
4. 发酵：将纯化的糖汁添加到发酵罐中，与木糖酵母菌（如Candida milleri）一起进行发酵。
发酵过程中，木糖酵母菌会将糖类转化为木糖醇。
5. 分离和纯化木糖醇：通过过滤、结晶、蒸发等技术，将发酵产生的木糖醇与其他杂质分离开来，并将木糖醇进一步纯化，得到最终的木糖醇产品。
总的来说，玉米芯作木糖醇的化学原理是通过提取淀粉、酵解糖类、发酵和分离纯化等步骤，将玉米芯中的糖类转化为木糖醇。
水解玉米芯提取木
水解玉米芯提取木糖一、实验目的通过水解玉米芯，掌握水解玉米芯提取的一般方法。
二、实验原理[]51052n 485nC n O H H O H O H C −→−∆++ →∆+H O H C 5105n三、实验仪器与试剂干燥箱 粉碎机 电子天平 水浴锅 721分光光度计 锥形瓶 容量瓶 玉米芯粉 2%硫酸溶液 苯胺 冰乙酸四、实验步骤1、 玉米芯处理，取新鲜的玉米芯切成半径为D=1cm ，并且放置到沸水中煮1h ，取出来烘干，过40目的筛。
2、水解：将玉米粉5克，2%硫酸溶液50ml 放入锥形瓶中，在沸水浴中水解30min ，冷却后定容到500ml 。
3、过滤：过滤水解液至澄清4、显色：将1ml 过滤液和5ml 苯胺-冰乙酸加入试管中，混匀，放置在70摄氏度的水浴锅中10min ，冷却后于波长为490nm 处测定吸光值。
五、实验记录与结果计算木糖溶液吸光值与含量关系的标准曲线为 y=2.36x+0.3324实验所得的吸光值分别为：y1=0.985; y2=1.045于是所得x1=0.278mg/ml;x2=0.302mg/ml计算出来的两个木糖含量值都在0.21~2.604mg/ml 之间，所以不用再次稀释，故玉米芯中含有的木糖含量可以用下式计算：65000.001100%mx ⨯⨯⨯=⨯木糖含量 故可得 65000.001100%16.68%50.278⨯⨯⨯=⨯=木糖含量1 65000.001100%18.12%50.302⨯⨯⨯=⨯=木糖含量2 故这次实验测得的木糖含量平均值为17.4%六、 结果分析玉米芯中木糖的含量一般在30%左右，此次提取得到的木糖含量为17.4%，回收率为58%，回收率较低，同时与其他小组比较也发现相互间数据差异较大，从这两点可以看出实验中操作还不完善。
总结起来在实验过程中出现的问题有下面几个：1.称取的玉米芯粉重量由于玉米芯粉中木糖含量很高，一点点的玉米芯粉重量差异对结果影响很大，所以在称取时必须精准。
浅谈玉米芯的综合利用
科技情报开发与经济SCI -TECH INFORMATION DEVELOPMENT ＆ECONOMY 2011年第21卷第17期玉米是旱地高产作物，在粮食作物总产量中占有很大的比例，随着套种技术的成熟和应用范围的扩大，玉米产量呈逐年上升的趋势。
目前，我国年产玉米约1.5亿t ，相应玉米芯的产量估计也在4000万t 左右，这么大量的玉米芯除了部分用作糠醛、木糖醇等产品的原料外，很大一部分被作为农业废弃物，直接燃烧处理，造成资源的极大浪费。
即便是用作生产原料的玉米芯，也仅仅是将玉米芯中的半纤维素转为相应产品，而对于玉米芯中其他成分的利用率非常小，这也造成资源的极大浪费。
为此，本文将从玉米芯的主要成分、目前应用状况、综合开发模式等几个方面分析一下玉米芯的综合利用前景。
1玉米芯的主要成分分析表明，玉米芯主要是由35％～40％的半纤维素、32％～36％的纤维素、17％～20％的木质素及1.2％～1.8％的灰分构成。
半纤维素是由几种不同类型的单糖构成的异质多聚体，这些糖是五碳糖和六碳糖，包括木糖、阿拉伯糖、甘露糖和半乳糖等，能溶于稀酸液，在稀酸中加热至100℃就能水解成单糖，因此又被称为易水解多糖。
玉米芯半纤维素中含量较高的是木糖、阿拉伯糖组成的多缩戊糖，其次是葡萄糖、甘露糖、半乳糖等组成的多缩已糖，另外还有糖醛酸。
分析表明：玉米芯半纤维素中木糖和葡萄糖糖醛酸的比例约为95∶5。
因此，玉米芯半纤维素的水解物组分非常复杂。
纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖，通过β－1，4糖苷键连接而成的直链聚合体，一般不溶于水和碱液，在100℃时也不溶于稀酸，只有加热到160℃～180℃时，在稀酸催化的条件下才开始水解成葡萄糖。
2目前玉米芯的主用应用状况现在，国内许多厂家主要利用玉米芯中的半纤维素生产开发了糠醛、木糖及木糖醇等产品，为玉米芯的深加工、变废为宝打下了很好的基础，同时，也为广大种植户的增收作出了积极的贡献。
其主要工艺路线为：该工艺的工作原理是将玉米芯中半纤维素中的多缩戊糖（不溶于水，无甜味）在酸性水溶液中加热溶解并水解成单糖—戊糖（包括木糖和阿拉伯糖，其中玉米芯原料80％以上是木糖），反应式如下：当水解反应温度超过125℃，会进一步反应生成糠醛，反应式如下：在实际生产过程中，不论是生产糠醛，还是生产木糖、木糖醇，都将水解反应后的渣或渣水经脱水、干燥后送去锅炉用作燃料，这就使得渣或渣水中的纤维素、木质素等成分被废弃。
玉米芯制作低聚木糖
玉米芯制作低聚木糖
功能性低聚糖因具独特的生理功能而成为一种重要的功能性食品基料，已引起全世界的广泛关注。
在日本，功能性低聚糖替代蔗糖而广泛应用在饮料、糖果、糕点、冰淇淋、乳制品及调味品等450多种具体食品的生产上，总销售金额达6亿美元。
鉴于低聚木糖的独特优势，在日本被认为是最具代表性的功能性低聚糖，在我国市场需求及消费潜力十分巨大。
目前低聚木糖的中试工艺已全部完成（年产10t）。
产品糖浆中低聚木糖的含量在70%以上，粉末状低聚木糖含量超过95%，达到日本同类产品的标准。
该生产工艺已通过部级鉴定，为该技术填补了国内空白。
该产品生产工艺先进、可靠。
以玉米芯、蔗渣、棉籽壳为原料。
生产规模为500t/年，主要设备有：15立方米高压反应釜，20立方米发酵罐，各级种子罐（10L，100L，1立方米），无菌超净台，板框过滤，沉降式离心机，釜式过滤器，电渗析器，离子交换树脂柱，薄膜蒸发，喷雾干燥设备等，厂房面积为1200平方米。
据估算，固定资产投资约为1000万元，产品生产成本约3.2万元/t，市场同类产品售价约16万元/t，年利税约5800万元以上，具有良好的经济效益和社会效益。
- 1 -。
水解法提取木聚糖工艺条件的正交实验
１ 材 料 与 方 法
１ １ 材 料 ．
外购普通玉米 芯 ， 准分析纯 木糖 （ 汉三仁科 标 武
技 有 限公 司） Ｄ －０ Ｓ集 热 式 恒 温 加 热 磁 力 搅 拌 器 ， Ｆ １１
３ ％～ ３ ， 纤 维 素 占 ３ ～ ４ ， 质 素 占 ２ ６ 半 ５ ０ 木
（ 上海东玺制冷仪器设备 有 限公 司） ７２型紫外可见 ，５
２ ， ５／ 其次 还含 有少 量 灰 分 等 ， 中 半 纤维 素 的 ９ ６ ］其 主要成 分是 木 聚糖 ． ］
木 聚 糖 是 一 种 五 碳 醛 糖 ， 无 色 至 白 色 结 晶 为
分光光度计 （ 上海精密科学仪器有限公司）离心机． ，
心后 上 清 液 用 ３倍 工 业 酒 精 （ ５ ） 淀 ， 心 得 ９ 沉 离 沉 淀 木聚糖 Ｂ 合 并 沉淀 ＡＢ后 用蒸 馏水 洗 涤呈 乳 ． 白色 于 ３ ７℃烘 干 为 木 聚 糖． 实 验重 复 ３次 ， 各 试
验 结果 取平 均值 ． １ ２ ２ 木 聚 糖 的 测 定 ． ． 取 干 燥 后 的 木 聚 糖 粉
物 和促 进 人 体 对 钙 的 吸 收 等 功 能 ， 以及 耐 热 、 耐 酸 和难 发 酵 等特 点 ， 目前 最 好 的 一 种 功 能 性 低 是
聚 糖 ｌ］ ＿ ． ７ 因 此 ， 玉 米 芯 为 原 料 ， 木 聚 糖 的 提 取 工 艺 以 对
量浓 度 ， 算 木 糖 质 量后 将 其 乘 以木 聚 糖 聚 合 系 计
水解法提取木聚糖工艺条件 的正交实验
张红丽， 何寿林
（ 汉 工 程 大 学 湖 北 省 新 型 反 应 器 与 绿 色化 学 工 艺 重 点 实验 室 ， 北 武 汉 ４ ０ ７ ） 武 湖 ３ ０ ４
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
综合实训1 玉米芯中木糖的提取及检测
1 前言
玉米芯有较高的利用价值，作为玉米生产的副产物，玉米芯在我国农村一直被廉价地作为燃料而烧掉，使这一资源丰富且具有很高的利用价值的工业原料，没有得到合理充分的利用。
木糖是由植物桔秆如玉米芯中提取的一种食品添加剂。
纯净的木糖外观为白色结晶或粉末，似绵白糖。
发热量相当于葡萄糖，甜度相当于蔗糖。
由于木糖在新陈代谢中不需要胰岛素的促进，能直接通过细胞膜进入细胞组织，所以是糖尿病患者很好的营养剂和辅助治疗剂，也是国外很多疗效食品, 健美食品中的基料。
低聚木糖也称木寡糖(xylo-oligosaeeharide，简称XOS)，由2~7个D-木糖以β-1，4木糖苷键结合而成，是以木二糖、木三糖为主要成分的混合物。
为白色结晶或结晶性粉末，易溶于水。
其用途主要通过加氢制造木糖醇、在食品、饮料中作为无热量甜味剂，适用于肥胖及糖尿病患者、制作宠物饲料、烤制品、高档酱油色、在轻工、化工方面也有一定用途。
2 实验目的
掌握3,5- 二硝基水杨酸比色法测定木糖含量的基本方法和操作
掌握酸水解法提取玉米芯中的木糖的基本工艺原理和方法
3 实验原理
木糖的检测，我国还没有木糖测定的统一标准，造成测定上的不统一。
试验采用3,5- 二硝基水杨酸比色法, 此方法具有准确性高、重现性好、方法简单, 尤其适用于大批量样品的测定等特点。
玉米芯提取木糖的方法主要包括：碱法提取、蒸煮法、微波法、酸水解法、酶水解法等，本实训采用酸水解法进行提取。
4参考文献
[1] 蔡荟梅，蒋俊树，刘斌，蔡敬民. 3,5-二硝基水杨酸比色法测定木糖含量的研究[J]. 食品科技，
2008,(5)：219-221
[2] 石荣铭，梁莉丽. 常温酸水解法从稻壳中提取木糖的研究[J]. 食品科技, 2007, 12(02): 212-214.
[3] 徐怀德. 天然产物提取工艺学. 中国轻工业出版社，北京，2009
实训1-1 木糖检测标准曲线的制作
1、实验设备
电热恒温水浴锅，紫外可见分光光度计，比色皿，电子分析天平，烧杯，50mL容量瓶，吸管，25mL 比色管。
2、试剂配置
2.1 DNS 显色液配制
酒石酸钾钠(AR): 182 g 溶于500 mL 蒸馏水中, 加热。
在热溶液中依次加入：3.5- 二硝基水杨酸(CR): 6.3 g; 2 mol/L 的NaOH(AR)溶液: 262 mL 或NaOH(AR): 20.96 g; 苯酚(AR): 5mL; Na2SO3(CR): 5 g。
搅拌溶解后、冷却定容1 L，贮于棕色瓶中一周后使用。
2.2 木糖标准溶液
精确称取干燥至恒质量的木糖1 g，定容至1000 mL，配成浓度为1mg/L的木糖标准液。
2.3 木糖标准使用液
各吸取5mL、10mL、15mL、20mL、25mL、30mL、35mL、40mL、45mL木糖标准液于50mL容量瓶，加蒸馏水定容至50mL，分别配制成0.1mg/L、0.2mg/L、0.3mg/L、0.4mg/L、0.5mg/L、0.6mg/L、0.7mg/L、0.8mg/L、0.9mg/L木糖标准使用液。
3、标准曲线的绘制
取0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0 mg/mL 的木糖标准使用液各1 mL, 分别置于25 mL 比色管中，各加3 mL DNS 液，置沸水浴中加热10min，流水迅速冷却，定容摇匀，用零管做空白，在490mn波长处测吸光度，以吸光值为纵坐标、木糖标准使用液浓度为横坐标，绘制标准曲线，即可得回归方程。
根据读数，绘制木糖含量与吸光度的曲线关系。
4、根据实训过程及数据，完成实训报告
实训1-2 玉米芯酸解法提取木糖
工艺流程概况
离子交换→浓缩→结晶→离心分离→干燥→成品(注：方框内为本实训内容)
1、实验设备
电子天平，旋风式微型高速样品粉碎机，40目筛，压力灭菌锅，pH计，电热恒温水浴锅，可见分光光度计；
1L大三角瓶，玻璃棒，大烧杯，小烧杯，50mL容量瓶，吸管，25mL比色管，标签纸。
2、实验材料及试剂
玉米芯，0.2%HCl，10%HCl，NaOH(分析纯)，粉末活性炭。
3、实验操作步骤
(1) 预处理
将玉米芯用粉碎机粉碎后，过40目筛，备用。
准确称量30g玉米芯粉，小心装入1L大三角瓶内，
做好标签，加入240mL 0.2%HCl浸泡，静置12h以上。
(2) 酸水解
将浸泡过夜的酸液轻轻倒去，在滤渣中加入240mL 10%HCl，放灭菌锅内在121℃下加压酸解, 时间45min，处理完毕冷水降温至60℃。
(3) 中和
加入少量固体NaOH，振荡使之均匀，小心倒出少量液体在烧杯内，用pH计检测，调节pH 值至4，中和残余盐酸，每次检测完的样液要倒回三角瓶内。
(4) 脱色
观察中和液色泽较深，加入粉状活性炭进行脱色，脱色温度控制在80℃，活性炭用量为料液量的2%，pH 值控制在4，振荡使之均匀，脱色处理时间30min，离心15min，除去活性炭和悬浮物，收液澄清滤液，记录体积V1。
(5) 提取液中木糖的检测
取适量滤液，按实训1-1方法检测滤液中的木糖浓度。
(6) 计算玉米芯提取木糖的得率
4、根据实训过程及数据，完成实训报告。