摘要:甘蔗渣是甘蔗榨糖后的剩余物,我国的年产量高达1350吨,目前主要用作锅炉燃料少量用作人造板、制浆造纸的原料,总体利用价值较低。因富含半纤维素,蔗糖渣是一种极具潜力的功能性低聚木糖资源。本文研究了以甘蔗渣为原料,利用碱法提取其中木聚糖的工艺。通过单因素实验、正是试验,得到了以氢氧化钠水溶液提取甘蔗渣中木聚糖的优化工艺为:提取温度95度、提取时间2h、固液比3:70(g/ml,下同)、碱液浓度20%(W/W)、颗粒度20--40目,各工艺因素影响该提取过程的主次顺序为:提取温度>固液比>提取时间>碱液浓度>原料颗粒度。在上述优化工艺下,木聚糖的平均得率(以D—木糖表示)为60998%。本研究结果能为有效解决大量制糖工业剩余的利用问题提供思路,同事能为甘蔗渣木聚糖的精深加工和利用提供技术基础。
甘蔗渣是甘蔗榨糖后的剩余物,其成分以纤维素(35.4%)、半纤维素(20.6%)为主。我国是仅次于巴西、印度的世界第三大甘蔗种植大国,以每生产1吨甘蔗糖副产1.1吨绝干甘蔗渣计算,全国的甘蔗渣年产量将达1350万吨。目前,我国的甘蔗渣主要用作锅炉燃料,少量用作人造板、制浆造纸的原料,总体利用价值较低,而在日本等国家甘蔗渣被用以生产低聚木糖、燃料乙醇等高附加值产品。
低聚木糖是植物原料中半纤维素的主要成分—木聚糖经过降解而得到的聚合物的总称,除了具有低热、稳定、安全、无毒等良好的理化特性外,还具有高选择性地促进肠道内双歧杆菌的增殖,不易被人体消化酶系统所分解,强力吸附大肠杆菌、肠炎门氏菌等病原菌,减少机体内的有毒发酵、代谢产物的产生等独特的生理作用,因而具备治疗便秘、腹泻等胃肠疾病,保护肝脏等疗效。另外,由于低聚木糖的甜度仅为蔗糖的40%,因而在糖尿病人。肥胖病人的专用食品中用作甜味剂。近年来,随着消费者健康意识的增强和糖尿病、肥胖症等特殊病种人群数量的持续扩大,功能性低聚糖的市场容量急剧扩张。预计在未来10年内,功能食品在常用食品中所占比例将达25%—30%,因此,低聚木糖必将成为功能性食品加工中的低聚糖新宠。
目前,从植物原料中提取木聚糖春的方法主要有沉淀法、高温蒸者法和碱法,其中碱法、高温蒸者法提取所得的溶解糖量较高,且其中还原糖含量较小,是适用于提取木糖醇的理想方法。
本论文利用甘蔗制糖后的剩余物—甘蔗渣为原料,研究碱法提取木聚糖的优化工艺,既能为甘蔗渣这一植物加工剩余资源探索和理化利用途径,又可为功能性低聚木糖寻找新资源和提供技术基础。(来源:中南林业科技大学材料科学与工程学院)