玉米芯提取木糖工艺
玉米芯
玉米芯D-木糖提取工艺
木糖是目前世界公认的安全性较高的无热量甜味剂，其与六碳糖葡萄糖和果糖不同，有甜味但无法功能也无法被人体所消化吸收利用，因此这算是糖尿病肥胖病又爱甜食，易于发胖的患者的福音。
其可直接用作食品着色剂，食品抗氧化剂，食品风味改良剂、食品和饮料添加剂等。
另外它还可以提高人体对钙的吸收率和保留率，还能防止便秘，提高机体免疫力。
由于木糖以木聚糖的形势含于在自然界植物的半纤维中，如：玉米芯，甘蔗渣，棉籽壳，椰子壳，油茶壳，竹屑等诸多植物中。
在此选用玉米芯作为原材料（含30%-35%木聚糖）
具体工艺流程如下：
玉米芯
木糖成品 备料 水煮 水解 中和 脱色 浓缩 交换 浓缩 结晶 干燥。
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。
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。
玉米芯制作低聚木糖
将清洗后的玉米芯破碎成小块或粉末 ，以便后续提取。
清洗
将玉米芯清洗干净，去除表面的杂质 和残留物。
提取分离
热水提取
将破碎后的玉米芯加入适量的热水，搅拌均匀，进行热水提取。
分离
将提取液通过过滤、离心等方法进行分离，去除残渣。
浓缩
将分离后的低聚木糖溶液进行浓缩，提高浓度。
精制纯化
脱色
通过活性炭等方法去除溶液中的色素，提高产 品的纯度。
04
玉米芯制作低聚木糖的技术要 点和难点
技术要点
预处理
通过清洗、破碎、筛分等步骤 ，将玉米芯破碎成适当的大小 ，以便后续的提取和分离。
分离纯化
通过过滤、沉淀、结晶等方法 ，将低聚木糖从提取液中分离 出来。
原料选择
选择新鲜、无病虫害的玉米芯 作为原料，确保其含有较高的 木质素和纤维素。
提取
利用适当的溶剂和温度条件， 从玉米芯中提取低聚木糖。
玉米芯制作低聚木糖
汇报人：文小库 2024-01-08
目录
• 玉米芯简介 • 低聚木糖简介 • 玉米芯制作低聚木糖的工艺流
程 • 玉米芯制作低聚木糖的技术要
点和难点
目录
• 玉米芯制作低聚木糖的经济效 益和社会效益
• 未来展望和研究方向
01
玉米芯简介
玉米芯的来源和用途
来源
玉米芯是玉米脱粒后的穗轴，通常被 用作饲料、燃料或废弃物。
03
利用玉米芯制作低聚木糖，可促进农业废弃物的循环利用，推
动农业循环经济的发展。
社会效益分析
满足健康需求
低聚木糖具有促进肠道健康、提高免疫力等功效，可 满足人们对健康的需求。
促进公众健康
低聚木糖作为一种功能性食品，其推广应用有助于提 高公众的健康水平。
从玉米芯提取木糖醇工艺流程
从玉米芯提取木糖醇工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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玉米芯提取木糖工艺
酶水解法制取木糖工艺要点
玉米芯预处理工艺用60℃去离子水浸泡风干玉米芯(60目)12h，过滤，弃去滤液，滤渣烘干备用。 玉米芯酸预水解工艺将经上述预处理的玉米芯，按固液比1:6加入2.0g/L的硫酸溶液，于120℃酸预水解60min。 玉米芯酶水解工艺将经酸预水解渣液调至pH4.6，按40IU/g玉米芯加入木聚糖酶，于50℃酶解4h。 酶水解后的溶液经抽滤获得的粗糖液，酵母发酵24h后离心，取上清液加活性炭，80℃脱色60min;活性炭脱色后的糖液再经过离子交换树脂最终糖液脱色率达90%以上，损失率在30%左右，低聚木糖纯度达89%以上。
低聚木糖产品 xylooligosaccharide
酶解反应 Enzyme hydrolysis reaction
预处理Pretreatment
原料 Raw material
分离精制 Separation and purification
酶水解法制备低聚木糖工艺框架
木聚糖酶的制备
木聚糖酶是一种内切型水解酶，其作用方式是水解木聚糖分子中的β-1，4一木糖苷键，其水解反应产物主要是低聚木糖，也有少量木糖和阿拉伯糖等单糖。 木聚糖酶主要是通过微生物发酵的方法制取得到，通过微生物的筛选作用可以选出最适宜用玉米芯制取低聚木糖的菌株是sp.E-86菌株。
从玉米芯提取低聚木糖
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内容提要
1.玉米的深加工
玉米作为粮食和饲料作物，资源丰富，为人类的生存和发展做出了贡献。 近年来，随着科技进步，我国玉米年产量超过亿，位居世界第二。20世纪70年代以来，玉米加工业得到各国的普遍重视，发展迅速，已经形成规模宏大的工业部门。玉米深加工产品的种类超过3000多种。
酶水解法制取木糖优缺点
酶水解法具有反应条件温和、有害物质产生少、对设备要求不高等优点； 缺点是低聚木糖得率低困； 所以一般采用物理的、化学的或物理辅助化学法与酶法相结合，先将木聚糖提取出来，然后再用木聚糖酶水解
从玉米芯中提取木聚糖的工艺研究
STUPY ON TECHNOLOGY OF XYLANASE EXTRACTFROM CORNCOB目录摘要 (1)关键词 (1)1前言 (1)1.1玉米芯的应用前景 (1)1.2木聚糖的性质与作用 (2)1.3国内外研究状况 (3)2实验材料试剂及仪器 (3)2.1主要的仪器 (3)2.2 主要的材料与试剂 (4)3 实验方法和过程 (4)3.1 实验材料的处理 (4)3.2 木聚糖的测定 (4)3.3 木糖标准曲线的制作 (4)3.4 温度对木聚糖提取率的影响 (4)3.5 反应时间对木聚糖提取率的影响 (4)3.6 反应浓度对木聚糖提取率的影响 (5)3.7 反应PH浓度对木聚糖提取率的影响 (5)3.8 酒精倍数对木聚糖提取率的影响 (5)3.9 酒精沉淀时间对木聚糖提取率的影响 (5)3.10 正交试验法确定最佳提取工艺 (5)4 结果分析 (5)4.1 温度对木聚糖提取率的影响分析 (5)4.2 反应时间对木聚糖提取率的影响分析 (6)4.3 反应浓度对木聚糖提取率的影分析 (6)4.4 反应PH浓度对木聚糖提取率的影响分析 (6)4.5 酒精倍数对木聚糖提取率的影响分析 (7)4.6 酒精沉淀时间对木聚糖提取率的影响分析 (7)4.7 正交试验法确定最佳提取工艺分析 (7)5结论 (9)参考文献 (9)致谢 (11)从玉米芯中提取木聚糖的工艺研究学生：高韬指导老师：林元山(湖南农业大学东方科技学院，长沙 410128)摘要：通过单因素及正交试验对从玉米芯中提取木聚糖的工艺条件进行了优化。
最佳的工艺如下：NaOH溶液的浓度为15%，80℃抽提取90min；离心，将上清液pH值调到5.0，静置过夜，离心得到木聚糖A，再将离心液用3倍95%的工业酒精沉淀90min得木聚糖B，在上述条件下木聚糖提取率为82.5%。
关键词：玉米芯；木聚糖；提取；正交试验；TECHNOLOGY OF XYLANASE EXTRACTED FROM THE CORNCOBStudent:Gao TaoTutor:Lin Yuanshan(Oriental Science ＆Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha410128)Abstract：The technology of xylan extnact from corncot was optimized by means of Single fautor and orthognal test. The result showed as follows: xylan A was seimentated and entrifugated when cornrob was extract in solution of 15% NaOH at 80℃ for 90min. Xylan B was also sedimentated by 3 fold volume of 95% etland from supernatant trented same as xylan A. The total of extract rate of xylan reuehed 82.5% under the condition described asabove.Key-Words: Corncob; Xylan;Extraction; Orthogonal test1 前言1.1 玉米芯的应用前景中国是一个农业大国,玉米是中国三大粮食作物之一。
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。
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玉米食品深加工利用方式有两种： 湿法加工：将玉米加工成淀粉作为食品工业基础原料，或以淀粉为中间产
品经液化、糖化等工艺加工成玉米糖浆、高果糖浆或结晶葡萄糖，用作食 品、饮料的甜味剂。
干法加工：将玉米破碎分离成胚乳、胚芽和果皮等，再分别利用其营养组
分。
米芯的研究
玉米芯有较高的利用价值，作为玉米生产
4.低聚木糖的提取方法
碱法提取；
蒸煮法： 微波法； 酸水解法； 酶水解法；
4.1碱法提取木糖
碱法处理的原理：是通过碱的作用提高木聚糖的水溶
性，使木聚糖从玉米芯原料中溶出。
粉碎过 40 目玉米芯
沸水 浸泡
NaOH 溶液浸提
主要工艺条件
碱法提取玉米芯木聚糖的工艺，即采用NaOH浓度0.7 mol/L，料液比
酶水解法制备低聚木糖工艺框架
原料 Raw material 预处理 Pretreatme nt 酶解反应 Enzyme hydrolysis reaction
低聚木糖产品 xylooligosacchari de
分离精制 Separation and purification
木聚糖酶的制备
木聚糖酶是一种内切型水解酶，其作用方式是水解木聚糖分子中的β-1，
4一木糖苷键，其水解反应产物主要是低聚木糖，也有少量木糖和阿拉 伯糖等单糖。
木聚糖酶主要是通过微生物发酵的方法制取得到，通过微生物的筛选
作用可以选出最适宜用玉米芯制取低聚木糖的菌株是sp.E-86菌株。
低聚木糖的脱色
活性炭脱色：操作简便，成本低廉，但损失率较高; 絮凝脱色：通常与活性炭结合使用，可以降低活性炭的使用量，减少低聚
（w/v）1:10，原料在120℃下处理30 min，离心，上清液加入酒精至终 浓度65％沉淀木聚糖，离心收集沉淀。 该工艺条件下100 L规模中试生产粗木聚糖的提取率为16.63％。
碱法提取木糖的局限性
实际生产中，采用超声波辅助萃取可以降低NaOH的使用浓度 ，但 碱液使用量还是很大，碱液不仅对设备产生腐蚀，还产生大量的碱 性废水造成环境污染，因此难以工业化生产。
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。
2.1玉米芯的化学组成
玉米芯主要由纤维素和木质素组成。 据测定，玉米芯含粗蛋白2%-6%；粗脂肪0.5%；可溶性无氮物52.9%；粗
纤维33.1%；灰分3.2%；水分7.7%。
酶水解法制取木糖优缺点
酶水解法具有反应条件温和、有害物质产生少、对设备要求不高等优
点； 缺点是低聚木糖得率低困；
所以一般采用物理的、化学的或物理辅助化学法与酶法相结合，先将
木聚糖提取出来，然后再用木聚糖酶水解
几种提取方法的比较
提取方法 碱法提取 蒸煮法 微波法 酸水解法 酶水解法 优点
酶水解法制取木糖工艺要点
(l)玉米芯预处理工艺用60℃去离子水浸泡风干玉米芯(60目)12h，过滤，
弃去滤液，滤渣烘干备用。 (2)玉米芯酸预水解工艺将经上述预处理的玉米芯，按固液比1:6加入 2.0g/L的硫酸溶液，于120℃酸预水解60min。 (3)玉米芯酶水解工艺将经酸预水解渣液调至pH4.6，按40IU/g玉米芯加入 木聚糖酶，于50℃酶解4h。 (4)酶水解后的溶液经抽滤获得的粗糖液，酵母发酵24h后离心，取上清液 加活性炭，80℃脱色60min;活性炭脱色后的糖液再经过离子交换树脂最 终糖液脱色率达90%以上，损失率在30%左右，低聚木糖纯度达89%以上。
投资大、工艺不成熟、还 不适合工业化生产。
对设备要求高，且水解过程中 会伴随有害物质的生成。
低聚木糖得率低。
总结
正是因为以上几种方法的优缺点所以一般采用物理的、
化学的或物理辅助化学法与酶法相结合，先将木聚糖 提取出来，然后再用木聚糖酶水解。
研究发现将木聚糖酶解反应与膜分离技术相结合，将
生成的产物不断的分离出来，可以提高低聚木糖的得 率和酶的利用率。
颜色也随之加深，同时，生产周期长，能耗高。
4.3微波法提取木糖
微波作用可以使植物纤维原料结构松散，半纤维素得到有效降解，酶
解性能大大提高。
与其他预处理方法相比较，微波处理具有工艺过程简单和无污染环境
等优点， 由于投资大和工艺不成熟等原因，目前还不适合工业化生产。
4.4酸水解法提取木糖
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。
3.1低聚木糖的结构
图1-1低聚木糖的分子结构
3.2低聚木糖的功能
双歧杆菌增殖作用和减少有毒发酵产物及有害细菌的产生。 抑制病原菌和腹泻。 防止便秘。 保护肝脏。
降低血清胆固醇。
I.
内容提要 玉米深加工的概述
II. 玉米芯的研究
III. 低聚木糖的研究
IV. 低聚木糖的制备方法
V. 总结
1.玉米的深加工
玉米作为粮食和饲料作物，资源丰富，为人类的生存和发展做出了贡
献。 近年来，随着科技进步，我国玉米年产量超过亿，位居世界第二。20 世纪70年代以来，玉米加工业得到各国的普遍重视，发展迅速，已经 形成规模宏大的工业部门。玉米深加工产品的种类超过3000多种。
粉碎后的 玉米芯 二次离子 交换
预处理
酸水解
中和
浓缩
离子交换
脱色
二次浓缩
结晶
干燥
酸水解法提取木糖工艺条件
预处理： 粉碎好的玉米芯用0.1%的硫酸在常压下加热煮沸2h后，
滤渣备用。 酸水解：对制备的滤渣采用1.5%硫酸水解，时间4h，水解温度为 100℃ 中和：以碳酸钙为中和剂，中和终点pH3.0，中和时间90min，中 和温度80℃。 脱色：将滤液加入预处理后的活性炭中，脱色温度70℃，脱色时 间45min，活性炭用量为2%
4.2蒸煮法提取木糖
原理：蒸煮法提取木聚糖是利用木聚糖自身含有的乙酰基在高温作用
下脱落形成乙酸，体系的pH值降低，从而使木聚糖在较高温度下β-1， 4糖苷键断裂发生自身水解作用。
蒸煮法提取木糖优缺点
蒸煮法提取木聚糖，水解程度相对较低，副产物相对较少，也解决了
碱法提取带来的严重污染问题。
但木聚糖的提取率随温度的升高而增加，其副产物也随之显著增加，
酸水解法提取木糖工艺条件
离子交换：将苯乙烯型强碱型阴离子交换树脂和苯乙烯型强酸型阳离
子交换树脂分别用4%的NaOH和3%--4%HCl进行预处理，树脂预处 理后装柱，阳离子交换树脂：阴离子交换树脂=1:1.5；糖液先过阳柱后 再过阴柱； 浓缩：在真空下一次浓缩至原体积40%，二次浓缩至原体积的25%， 然后放入晶种，冷却结晶； 干燥：干燥时温度不得超过90℃
降低血压。 增强机体免疫力，抗癌。 具有良好的配伍性。
属于低甜度的甜味剂。
促使机体生成多种营养物质，包括VB1、VB2、VB6、VB12、烟酸和叶酸。 不会引起牙齿龋变，抑制口腔病菌的滋生。
3.3低聚木糖的用途
1）木糖主要通过加氢制造木糖醇，其用途
更加广泛。 2）木糖在食品、饮料中作为无热量甜味 剂，适用于肥胖及糖尿病患者。 3）木糖在发达国家已应用于宠物饲料。 4）木糖用作烤制品。 5）木糖用作高档酱油色。 6）在轻工、化工方面也有一定用途。
木糖的损失率，处理量大，脱色率高，不仅可以脱色，还可以除去木质素、 少量纤维素等杂物； 新生磷酸钙脱色：在低聚木糖液中加入Ca(OH)2，混合均匀后，再缓慢加 入H3P认，反应生成磷酸钙，这时新生磷酸钙便与低聚木糖液中的色素发 生吸附作用，从而达到脱色效果，此法脱色效果好，糖损失率相对较低， 是一种较为可行的脱色方法; 离子交换树脂可脱色脱盐，还能能重复使用。
工艺操作简单，所用 试剂廉价易得。
缺点
容易造成碱溶液的污染和 浪费，产物得率较低。
水解程度相对较低，副产 木聚糖的提取率随温度的升高而增 物相对较少，解决了碱法 加，副产物也增加，颜色加深，生 提取带来的严重污染问题。 产周期长，能耗高
工艺过程简单、不污 染环境。 产物得率相对较高
具有反应条件温和、有害 物质产生少、对设备要求 不高。
2.2玉米芯的应用前景
据统计，我国玉米年产量约为1.2 亿吨。按生产1 千克玉米同时可得到1/3 千
克玉米芯计算，我国玉米芯年产量约0.4 亿吨，产量极其可观。 以玉米芯为原料可以用于生产糠醛、木糖、木糖醇及酚类。
3.低聚木糖的研究
低聚木糖也称木寡糖(xylo-oligosaeeharide，简称XOS)，由2~7个D-木